MX2012006043A

MX2012006043A - Sistemas y metodos para la solidificacion lateral secuencial de impulso no periodico.

Info

Publication number: MX2012006043A
Application number: MX2012006043A
Authority: MX
Inventors: James S Im; Ui-Jin Chung; Alexander B Limanov; Paul C Van Der Wilt
Original assignee: Univ Columbia
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2012-11-16
Also published as: EP2504059A4; JP2013512566A; EP2504059A1; KR20120101087A; WO2011065992A1; JP2015167264A; CN102791328A; CN102791328B

Abstract

Los sistemas y métodos descritos para la solidificación Lateral secuencial de impulso no periódico se relacionan con el procesamiento de una película delgada. El método para procesar una película delgada, mientras se avanza la película delgada en una dirección seleccionada, incluye irradiar una primera región de la película delgada con un primer impulso láser, en donde el intervalo de tiempo entre el primer impulso láser y el segundo impulso láser es menor que la mitad del intervalo de tiempo entre el primer impulso láser y el tercer impulso láser. En algunas modalidades, cada impulso proporciona un rayo con forma y tiene una influencia que es suficiente para fundir la película delgada a través de su espesor para formar zonas fundidas que se cristalizan en forma lateral luego del enfriamiento. En algunas modalidades, la primera y segunda regiones están adyacentes entre sí. En algunas modalidades, la primera y segunda regiones están separadas por una distancia.

Description

SISTEMAS Y MÉTODOS PARA LA SOLIDIFICACIÓN LATERAL SECUENCIAL CON PULSOS NO PERIÓDICOS Esta solicitud reivindica prioridad bajo 35 U.S.C. 119(e) de la solicitud de los Estados Unidos con número de serie 61/294,288, presentada el 12 de enero de 2010 y de la solicitud de los Estados Unidos con número de serie 61/291,663, presentada el 31 de diciembre de 2009, cuyas descripciones se incorporan explícitamente, en sus totalidades, como referencia a la presente.

Todas las patentes, solicitudes de patentes, publicaciones de patentes y publicaciones citadas en la presente se incorporan explícitamente, en sus totalidades, como referencia a la presente. En el caso de que exista un conflicto entre las enseñanzas de la solicitud y las enseñanzas del documento incorporado, las enseñanzas las enseñanzas de la solicitud tendrán prioridad.85 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En el campo del procesamiento de semiconductores, se han descrito un número de técnicas para convertir las películas finas de silicio amorfo en películas policristalinas. Una de tales técnicas es la solidificación lateral secuencial ("SLS"). La SLS es un proceso de cristalización por pulsos de láser que puede producir películas policristalinas que tienen granos alargados de cristal sobre sustratos, tales como, pero no se limitan a, sustratos que son intolerantes al calor (por ejemplo, vidrio y plásticos). Ejemplos de sistemas y procesos de SLS se describen en las patentes de los Estados Unidos de propiedad compartida Nos. 6,322,625, 6,368,945, 6,555,449, y 6,573,531, cuyos contenidos se incorporan a la presente como referencia.

La SLS usa pulsos de láser de localización controlada para fundir una región de una película fina amorfa o policristalina sobre un sustrato. Entonces las regiones fundidas de la película se cristalizan lateralmente en una microestructura direccionalmente solidificada o en una multitud de regiones grandes monocristalinas de localización controlada. Generalmente, el proceso de fusión/cristalización se repite secuencialmente sobre la superficie de una película fina. Uno o más dispositivos, tales como sensores de imagen, pantallas de matriz activa de cristal líquido ("AMLCD"), y dispositivos de visualización de matriz activa de diodo orgánico emisor de luz (AMOLED), pueden entonces fabricarse a partir de la película cristalizada. En los dispositivos de visualización AMLCD y AMOLED, una disposición regular de transistores de película fina ("TFTs") o circuitos TFT se fabrican sobre un sustrato transparente, y cada transistor o circuito sirve como un controlador de píxel.

En los sistemas de SLS convencionales, un factor en la cristalización exitosa es la precisión de las plataformas que trasladan la muestra con respecto a los pulsos del láser. Para los sistemas de SLS actuales Gen-4 de proyección bidimensional ("2D"), las velocidades de traslación de las plataformas son del orden de decenas de cm/s, por ejemplo, 18 cm/s. Las plataformas como estas tienen ciertas desviaciones desde una línea de movimiento perfectamente recta. A esa desviación se hará referencia colectivamente en la presente como oscilación de plataforma. Como se usa en la presente, la "oscilación de plataforma" se refiere a las variaciones y desviaciones de la posición de la plataforma a partir de su posición prevista cuando esta se traslada en la trayectoria del láser. Tales variaciones pueden ser, por ejemplo, cuando la plataforma se está moviendo en la dirección x, un pequeño movimiento no intencionado de la plataforma en la dirección y. Un sistema de proyección 2D crea un haz con un patrón bidimensional para la realización de la SLS. Otros métodos pueden crear haces en línea para la realización de la SLS.

Un problema relacionado con la oscilación de plataforma en la SLS convencional de un solo barrido y dos disparos es la separación no equidistante de las fronteras de grano largo en el material hecho a partir de dos pulsos secuenciales de láser, es decir, un material de dos disparos. Un proceso de SLS de un solo barrido se refiere a un proceso de SLS que puede cristalizar completamente una región sobre un sustrato en un solo barrido. Una SLS de dos disparos se refiere a un proceso de SLS que cristaliza completamente una porción dada de tal región con dos pulsos de láser. La oscilación de las plataformas entre dos pulsos puede resultar en un solapamiento asimétrico del segundo pulso con el primer pulso. Idealmente, los haces pequeños del segundo pulso se centran entre las regiones irradiadas por los haces pequeños del primer pulso a fin de conseguir una separación constante entre las fronteras de grano creadas por el proceso de dos disparos. Si los haces pequeños del segundo pulso no se ubican bien debido a la oscilación de plataforma, los granos en una columna pueden ser más cortos que los granos en una columna vecina y pueden quedar muchos granos en la columna más ancha que no se extienden completamente al ancho de la columna (por ejemplo, granos ocluidos). Además, la distorsión de los haces pequeños, causada por diversas aberraciones en la óptica de proyección, también puede resultar en el solapamiento localmente asimétrico del segundo pulso en la exploración. Como se usa en la presente, la "deformación del haz" se refiere a las aberraciones en la óptica de proyección que pueden resultar en la formación no uniforme de haces pequeños.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un método y herramienta de SLS con pulsos no periódicos se describe usando el disparo secuencial de láseres controlado por la posición. El sistema puede ¡mplementar múltiples láseres o un único láser para crear distintos pulsos no periódicos de láser en el proceso de cristalización, es decir, cada pulso de láser es distinto lo que resulta en un ciclo separado de fusión y solidificación. Uno o más láseres se usan en una secuencia coordinada de pulsos para irradiar y cristalizar áreas seleccionadas de una película en un solo barrido. Por ejemplo, la secuencia rápida de pulsos de láser desde dos fuentes diferentes de láser proporciona la capacidad de aumentar la tasa de pulso efectivo en el procesamiento de una región local, en comparación con una tasa de pulsos de fuente única. Esto también permite un mayor solapamiento entre pulsos sucesivos sin la necesidad de disminuir la velocidad de traslación de la plataforma. La región de solapamiento de la película entre los pulsos de los dos láseres puede ser mayor que 70% ó 95% y en algunos casos mayor que 99%. Este alto grado de solapamiento puede usarse para aliviar los problemas de oscilación de plataforma y la distorsión del haz de láser.

En cualquiera de las modalidades, los sistemas y métodos descritos para la solidificación lateral secuencial con pulsos no periódicos se relaciona con el procesamiento de una película fina. El método para el procesamiento de una película fina, mientras se hace avanzar una película fina en una dirección seleccionada, incluye irradiar una primera región de la película fina con un primer pulso de láser y un segundo pulso de láser e irradiar una segunda región de la película fina con un tercer pulso de láser y un cuarto pulso de láser, en donde el intervalo de tiempo entre el primer pulso de láser y el segundo pulso de láser es menor que la mitad del intervalo de tiempo entre el primer pulso de láser y el tercer pulso del láser. En algunas modalidades, cada pulso proporciona un haz conformado y tiene una fluencia que es suficiente para fundir la película fina a lo largo de su espesor para formar zonas fundidas que cristalizan lateralmente después del enfriamiento. En algunas modalidades, la primera y segunda regiones son adyacentes entre sí. En algunas modalidades, la primera y segunda regiones se separan a una distancia de separación.

En cualquiera de las modalidades, una primera fuente de láser genera el primer pulso de láser y el tercer pulso de láser y una segunda fuente de láser genera el segundo pulso de láser y el cuarto pulso de láser. En algunas modalidades, la primera y segunda fuentes de láser generan pulsos a una tasa constante. En algunas modalidades, el primer y segundo láseres son el mismo. En algunas modalidades, el primer y segundo láseres son diferentes. En algunas modalidades, la película fina se hace avanzar continuamente en la dirección seleccionada.

En cualquiera de las modalidades, los haces proporcionados por cada uno del primer y segundo pulsos de láser se solapan en la primera región de la película fina y los haces proporcionados por cada uno del tercer y cuarto pulsos de láser se solapan en la segunda región de la película fina. El solapamiento en cada una de las regiones puede ser un solapamiento mayor al 90%, por ejemplo, mayor al 95% ó mayor al 99%.

En cualquiera de las modalidades, el haz conformado se obtiene dirigiendo los pulsos de láser a través de una máscara y/o incluye una pluralidad de haces pequeños. En algunas modalidades, los haces pequeños pueden ubicarse en un ángulo con respecto a un borde de la película. En algunas modalidades, un borde de la película puede ubicarse en un ángulo con respecto a la dirección de barrido. En algunas modalidades, el haz conformado puede ser un patrón de puntos.

En cualquiera de las modalidades, la primera y segunda regiones se separan una de la otra y se separan por un área no irradiada de la película. En algunas modalidades, la primera y segunda regiones se solapan, por ejemplo, por un 10% ó un 1%.

En cualquiera de las modalidades, un dispositivo electrónico se fabrica en cada una de la primera región y la segunda región y las regiones se dimensionan para contener un circuito que pertenece a un nodo de un dispositivo electrónico de tipo matricial.

En un aspecto, la descripción se relaciona con una película fina procesada de acuerdo con el método descrito. La película fina puede usarse para fabricar dispositivos electrónicos que incluyen dispositivos que tienen transistores de película fina en cada una de la primera y segunda regiones de la película.

En un aspecto, la descripción se relaciona con un método para procesar una película fina, mientras se hace avanzar la película a una velocidad constante en una dirección seleccionada, incluyendo irradiar una primera región de la película fina por un primer haz proporcionado por un pulso de láser desde una fuente de láser primaria, irradiar una segunda región de la película fina por un segundo haz proporcionado por un pulso de láser desde una fuente de láser secundaria e irradiar una tercera región de la película fina por un tercer haz proporcionado por un pulso de láser de la fuente de láser primaria. En algunas modalidades, cada haz del primer, segundo, y tercer haces tiene una fluencia que es suficiente para fundir una película en todo su espesor en una región irradiada de la película y cristalizan lateralmente después del enfriamiento para formar uno o más cristales crecidos lateralmente, y el solapamiento en la irradiación entre la primera y segunda regiones es mayor que el solapamiento en la irradiación entre la segunda y tercera regiones.

En un aspecto, la descripción se relaciona con un método para el procesamiento de una película fina mientras se hace avanzar la película fina en una dirección seleccionada. El método puede incluir en un primer momento, generar un primer haz pequeño conformado a partir de un pulso de láser desde una fuente de láser primaria e irradiar una primera región de la película con el primer haz pequeño conformado para formar una primera zona fundida que cristaliza lateralmente después del enfriamiento para formar un primer conjunto de regiones cristalizadas; en un segundo momento, generar un segundo haz pequeño conformado a partir de un pulso de láser desde una fuente de láser secundaria e irradiar la primera región de la película con el segundo haz pequeño conformado para formar una segunda zona fundida que cristaliza lateralmente después del enfriamiento para formar un segundo conjunto de regiones cristalizadas; y en un tercer momento, generar un tercer haz pequeño conformado a partir de otro pulso de láser de la fuente de láser primaria e irradiar una segunda región de la película con el tercer haz pequeño conformado para formar una tercera zona fundida que cristaliza lateralmente después del enfriamiento para formar un tercer conjunto de regiones cristalizadas. En algunas modalidades, el intervalo de tiempo entre el primer y el tercer momento es más de dos veces el intervalo entre el primer y el segundo momento.

En un aspecto, la descripción se relaciona con un sistema de procesamiento de una película fina incluyendo fuentes de láser primaria y secundaria para generar pulsos de láser, un sistema para generar un haz pequeño conformado a partir del pulso de láser, una superficie de trabajo para fijar una película fina sobre un sustrato, una plataforma para mover la película fina con respecto a los pulsos de los haces y creando así una dirección de propagación de los pulsos de haces de láser sobre la superficie de la película fina, y una computadora para procesar instrucciones para la generación de pulsos de láser sincronizada con la plataforma para proporcionar una primera región de un película fina cargada en la plataforma móvil para irradiarse por un primer conjunto de uno o más haces pequeños conformados proporcionados por un pulso de láser de la fuente primaria, una segunda región de la película fina para irradiarse por un segundo conjunto de uno o más haces pequeños conformados proporcionados por un pulso de láser de la fuente secundaria, y una tercera región de la película fina para irradiarse por un tercer conjunto de uno o más haces pequeños conformados proporcionados por un pulso de láser de la fuente primaria. En algunas modalidades, las instrucciones de procesamiento se proporcionan para mover la película con respecto a los pulsos de haces en la dirección de propagación para irradiar la primera y segunda regiones y en donde el solapamiento en la irradiación entre la primera y segunda regiones es mayor que el solapamiento en la irradiación entre la segunda y tercera regiones. En algunas modalidades el sistema también incluye un sistema de alineación de muestras.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La siguiente descripción se comprenderá más fácilmente con referencias a los dibujos siguientes en los que: La Figura 1 describe un sistema usado para un proceso de solidificación lateral secuencial (SLS); La Figura 2A describe una máscara usada en un proceso de SLS; Las Figuras 2B-2D ilustran un proceso de SLS; La Figura 3 describe un barrido de dos disparos usando procesos de SLS de dos disparos; La Figura 4A describe una máscara usada en un proceso de SLS; La Figura 4B-4E describe un barrido de dos disparos de una disposición de píxeles usando un proceso de SLS de dos disparos; La Figura 4F-4H describe la distorsión en la formación del haz pequeño usando la máscara descrita en la Figura 4A; La Figura 5A es una descripción gráfica de tiempo vs. energía del pulso en procesos de SLS convencionales de dos disparos; La Figura 5B es una descripción gráfica de tiempo vs. energía del pulso para el proceso de SLS de dos disparos de avance selectivo, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; La Figura 5C es una descripción gráfica de tiempo vs. energía del pulso para el proceso de SLS de dos disparos de avance selectivo donde el segundo pulso tiene una energía mayor que el primer pulso, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; La Figura 6 es un sistema usado por un proceso de SLS con pulsos no periódicos, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; La Figura 7A describe una máscara vertical usada para un proceso de SLS con pulsos no periódicos, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; La Figura 7B describe un barrido de dos disparos en un proceso de SLS con pulsos no periódicos, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; La Figura 7C describe un esquema alternativo de solapamiento en un proceso de SLS con pulsos no periódicos, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; Las Figuras 7D y 7E describen un proceso de SLS con pulsos no periódicos donde los haces pequeños se inclinan con respecto a un borde de la película, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; Las Figuras 7F-7H describen la distorsión en un proceso de SLS con pulsos no periódicos, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; La Figura 8 describe un proceso de SLS con pulsos no periódicos de cristalización selectiva de áreas, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; La Figura 9 describe una película procesada por un proceso de SLS con pulsos no periódicos de cristalización selectiva de áreas, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; La Figura 10A describe una máscara para uso en un proceso de SLS con pulsos no periódicos de cristalización selectiva de áreas, de acuerdo con modalidades de la presente descripción; y La Figura 10B describe un proceso de SLS con pulsos no periódicos de cristalización selectiva de áreas, de acuerdo con modalidades de la presente descripción.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un método y herra mienta de SLS con pulsos no periódicos se describe usando el disparo secuencial de múltiples láseres controlado por la posición . Los múltiples láseres pueden crear distintos pulsos de láser no periódicos en el proceso de cristalización, es decir, cada pulso de láser es distinto lo que resulta en un ciclo separado de fusión y solidificación. Dos o más láseres se usan en una secuencia coordinada de pulsos para irradiar y cristalizar áreas seleccionadas de una película en un único barrido. La secuencia rápida de pulsos de láser de dos fuentes diferentes de láser proporciona la ca pacidad de aumentar la tasa efectiva del pulso en el procesamiento de una región local, en comparación con una tasa de pulsos de una sola fuente. Esto también permite un mayor solapamiento entre pulsos sucesivos sin la necesidad de disminuir la velocidad de traslación de la plataforma. La región de solapamiento de la película entre los pulsos de los dos láseres puede ser mayor que 70% ó 95% y en algunos casos mayor que 99%. Este alto grado de solapamiento puede usarse para aliviar los problemas de oscilación de plataforma y la distorsión del haz de láser.

Además , el método y la herramienta de SLS con pulsos no periódicos también puede usarse para realizar cristalización selectiva de áreas (SAC) de una película con el fin de cristalizar sólo aquellas áreas de la película que se formarán en la electrónica . El método y herramienta de SLS con pulsos no periódicos proporciona la SAC al permitir el solapamiento y en algunos casos un solapamiento sustancial (es decir, mayor al 70% de solapam iento) entre los primeros pulsos de los dos o más láseres, resultando en el crecimiento de cristales alargados en una primera región de la película , seguido de una ruptura determinada por la tasa de repetición de los láseres y luego el solapamiento sustancial en los segundos pulsos de los dos o más láseres provocando el crecimiento de cristales alargados en una segunda región de la película . El tiempo entre los pulsos de láser da lugar a secuencias de pulsos no periódicos de láser y al solapamiento sustancial en las regiones irradiadas se ilustra en las Figs. 5A-5C, lo que se describe en detalle más adelante. Tales métodos y sistemas pueden usarse para procesos de SLS convencionales de proyección bidimensional a alto rendimiento.

La tecnología de Si policristalino de baja temperatura (LTPS) se prevé que sea necesaria para fabricar pantallas AMOLED de gran diámetro con el suficiente brillo y/o vida útil. La SLS es una de las tecnologías LTPS basada en láser que son de interés para este desarrollo y, correspondientemente, los sistemas de SLS se prevé que necesiten grandes plataformas para procesar grandes paneles así como tener más potencia del láser para lograr un rendimiento suficiente (mayores tasas de repetición de pulso y/o mayor energía por pulso). Aunque plataformas más rápidas y mayores tasas de repetición de pulso por sí solos ya pueden ser beneficioso en la reducción de la oscilación y sus efectos sobre la microestructura (la inercia de las plataformas y menor tiempo entre los pulsos), la necesidad de mayores plataformas y granos más pequeños hará difícil el diseño de plataformas y que las plataformas sean más costosas. La pulsación no periódica, por otro lado, puede reducir drásticamente el tiempo entre dos pulsos consecutivos que se solapan hasta el punto en que virtualmente no hay cambio de desviación de la plataforma entre dos pulsos, mientras que reduce significativamente los retos del diseño de la plataforma.

Aumentar el solapamiento entre pulsos tiene ciertas ventajas en la reducción del impacto negativo de la oscilación de plataforma y la distorsión de imagen en el solapamiento apropiado entre los haces pequeños. La SLS con pulsos no periódicos se puede implementar usando haces pequeños orientados en cualquier dirección, con respecto al movimiento de la plataforma. En la práctica, sin embargo, los haces pequeños que se orientan verticalmente, por ejemplo, perpendiculares a la dirección de traslación de la plataforma, pueden usarse para proporcionar el aumento de solapamiento de pulsos, y por lo tanto obtener un mayor beneficio del método. Para un esquema de SLS que usa haces pequeños largos rectangulares, tal como el proceso de SLS de dos disparos, el mayor grado de solapamiento de pulsos puede establecerse mediante el uso de haces pequeños orientados predominantemente de manera vertical. Aunque los haces pequeños horizontales pueden usarse de acuerdo con el método de SLS con pulsos no periódicos descrito, se prefiere el uso de haces pequeños verticales para lograr un alto grado de solapamiento entre pulsos. La alineación vertical de haces pequeños se ha descrito en "Sistemas y métodos para la solidificación lateral secuencial uniforme de películas finas usando láseres de alta frecuencia", solicitud de patente de los Estados Unidos No. 12/063,814, cuya totalidad de su descripción se incorpora explícitamente como referencia a la presente.

Una SLS de dos disparos de un solo barrido se describe primero con el fin de explicar mejor las características y ventajas de la SLS con pulsos no periódicos. La Figura 1 muestra un ejemplo de un sistema que puede usarse para procesos de SLS de 2D. Una fuente de luz, por ejemplo, un láser excímero 110, genera un haz de pulsos de láser que pasa a través de un extensor de duración de pulso 120 y las placas atenuadoras 125 antes de pasar a través de elementos ópticos tales como los espejos 130, 140, 160, el telescopio 135, el homogeneizador 145, el divisor de haz 155, y la lente 165. Entonces los pulsos del haz de láser pasan a través de una máscara 170, que puede estar en una plataforma de traslación (no mostrada), y de la óptica de proyección 195. La óptica de proyección reduce el tamaño del haz de láser y simultáneamente aumenta la intensidad de la energía óptica que incide en la película 199 en una(s) ubicación(es) deseada(s). La película 199 se proporciona en una plataforma de precisión x-y-z 198 que puede ubicar con precisión la película 199 bajo el haz y ayudar a enfocar o desenfocar la imagen de la máscara 170 producida por el haz de láser en la ubicación deseada sobre la película 199. En algunas modalidades, la plataforma puede incluir mecanismos para mover una superficie de trabajo (sobre la que se coloca el sustrato) y/o las lentes de proyección, de manera que el sustrato y las lentes de proyección pueden moverse una con respecto a la otra.

Los sistemas de cristalización con láser que pueden usarse en los procesos de SLS tienen características dictadas en gran medida por la fuente de láser. Por ejemplo, un láser de alta frecuencia (varios kHz o más hasta decenas de kHz o más) con una baja energía por pulso puede usarse para crear una línea larga estrecha para realizar lo que se denomina "SLS de barrido de línea." La longitud del haz es típicamente mayor que la dimensión de una o más pantallas y puede ser una fracción o igual a la dimensión de un panel de vidrio de los que se cortan las pantallas. Una fracción puede ser aproximadamente de un medio hasta aproximadamente un dieciseisavo del panel, por ejemplo, un cuarto del panel. Los láseres de menor frecuencia que tienen alta potencia (por ejemplo 300 Hz ó 600 Hz ó más y 300 W o 600 W o más) no son buenos para este esquema de SLS de barrido de linea dado que la energía por pulsos es demasiado alta (del orden de 1 J) y en su lugar se forman haces rectangulares que se barren en forma de serpentina sobre la superficie de la película. Un tipo particular de sistema de SLS usando tales láseres, como por ejemplo disponible de Japan Steel Works, LTD., Japón, usa un sistema de proyección bidimensional (2-D) para generar los pulsos rectangulares de láser con una dimensión típica del eje corto de aproximadamente 0,5 mm hasta 2,0 mm y una dimensión típica del eje largo de aproximadamente 15 mm hasta 30 mm. Al menos una dimensión de las zonas fundidas usadas para la solidificación lateral secuencial es del orden de una a dos veces el crecimiento lateral del grano, por ejemplo, alrededor de 2 pm hasta 6 pm. Por lo tanto, el haz rectangular de láser puede enmascararse para proporcionar una pluralidad de tales haces pequeños de menor dimensión. Una pluralidad de haces pequeños de la dimensión adecuada también puede proporcionarse usando otros medios de manipulación óptica del haz en lugar de usar una máscara, tal como la generación de un patrón de interferencia que crea un patrón de luz similar a la máscara.

En un esquema de SLS usando tal pluralidad de haces pequeños que conduce a una película cristalina con un alto nivel de uniformidad, una región dada de una película fina se irradia con dos pulsos de láser distintos para cristalizar completamente la película, proporcionando una manera relativamente rápida para producir películas semiconductoras policristalinas. Este esquema se conoce comúnmente como SLS de dos disparos. Detalles adicionales de métodos y sistemas de SLS de dos disparos y otros se pueden encontrar en la patente de los Estados Unidos No. 6,368,945, titulada "Método y sistema para proporcionar una solidificación lateral secuencial de movimiento continuo", cuyo contenido se incorpora a la presente como referencia. La SLS de dos disparos puede realizarse en un solo barrido, referida como SLS de un solo barrido, donde el pulso del haz se modela en disposiciones de haces pequeños, los ejes largos de los cuales típicamente se alinean paralelos a la dirección de barrido, como se describe en la patente de los Estados Unidos No. 6,908,835, titulada "Método y sistema para proporcionar una solidificación lateral secuencial de movimiento continuo de un solo barrido", cuya totalidad de su descripción se incorpora explícitamente como referencia a la presente.

La Figura 2A ilustra una máscara tal como la descrita en la patente de los Estados Unidos No. 6,908,835, que puede usarse en un esquema de SLS usando el sistema de la Figura 1 para un proceso de SLS de movimiento continuo, de un solo barrido. La máscara incluye una disposición dual 210, 215 de una pluralidad de ranuras rectangulares, las que transmiten y conforman el haz de láser para producir una pluralidad de haces pequeños que irradia la película fina. Las otras partes (no ranuradas) de la máscara son opacas. La máscara puede fabricarse a partir de un sustrato transparente (por ejemplo, cuarzo) e incluye un revestimiento metálico o dieléctrico que se graba por medio de técnicas convencionales para formar una máscara que tiene características de cualquier forma o dimensión. Debería entenderse que la ilustración de la máscara es solamente esquemática, y que las dimensiones y razones de aspecto de las ranuras pueden variar mucho y dependen de la velocidad deseada de procesamiento, la densidad de energía necesaria para fundir la película en una región irradiada, y la energía disponible por pulso. Un conjunto de ranuras 210 se desplaza en los ejes x e y a partir de un segundo conjunto de ranuras 215. En general, la tasa de aspecto de ancho a largo de una ranura dada puede variar, por ejemplo, entre 1:5 y 1:200 o más. El largo 265 de las características de máscara se elige para ser proporcional a las dimensiones del dispositivo que se va a fabricar sobre la superficie del sustrato. El ancho 260 y la separación 240 de las características de la máscara también pueden variar. En algunas modalidades, el ancho 260 se elige lo suficientemente pequeño para evitar la nucleación de granos pequeños dentro de la zona de fusión, sin embargo lo suficientemente grande como para maximizar el crecimiento lateral cristalino para cada pulso de láser. A modo de ejemplo solamente, la característica de máscara puede tener un largo 265 de entre aproximadamente 25 y 1000 micrómetros (pm) y un ancho 260 de entre aproximadamente dos y cinco micrómetros (pm), cada uno de los cuales puede multiplicarse por cualquier factor de reducción que se produce en la óptica de proyección posterior, por ejemplo, una reducción de entre 4 y 6 veces.

Durante el funcionamiento, una plataforma mueve la película continuamente en la dirección negativa de x, de modo que los ejes largos de las ranuras en la máscara de la Figura 2A yacen sustancialmente paralelos a la dirección de barrido. A medida que la película se mueve, el láser genera pulsos a una frecuencia dada, por ejemplo, 300 Hz, que se conforman por la máscara. La velocidad de la película, por ejemplo, la velocidad de la plataforma, se selecciona de modo que a medida que se mueve, se solapan los haces pequeños dentro de pulsos de láser subsecuentes.

Las Figuras 2B-2D describen un proceso de SLS de dos disparos que usa una máscara tal como la que se muestra en la Figura 2A, enfocándose en una región de la película que muestra el solapamiento entre las irradiaciones correspondientes al segundo (derecho) conjunto del disposición dual de ranuras 210 y el primer (izquierdo) conjunto del disposición dual de ranuras 215 a medida que la película se barre en la dirección negativa de x. En este ejemplo, las ranuras de máscara 210 tienen un ancho 260 de aproximadamente 5 pm y se separan entre sí por una separación 240 de aproximadamente 2 pm. Durante un primer pulso, una región en la película se irradia con un primer pulso de láser. Como se muestra en la Figura 2B, la región se irradia con un primer conjunto de haces pequeños del segundo arreglo 210 de la máscara y el pulso de láser funde las regiones 211, 212, 213 en la muestra, donde cada región fundida 214 es aproximadamente 5 pm de ancho y se separa aproximadamente 2 µ?t? 217, cada uno de los cuales puede multiplicarse por cualquier factor de reducción que se produce en la óptica de proyección subsecuente, por ejemplo, una reducción de entre 4 y 6 veces. Este primer pulso de láser induce el crecimiento de cristales en las regiones irradiadas 211, 212, 213 comenzando desde las fronteras fundidas 216 y procediendo hacia la región fundida, de modo que el silicio policristalino 221 se forma en las regiones irradiadas, como se muestra en la Figura 2C.

La película continúa trasladándose en la dirección x y la segunda irradiación, resultado de la irradiación de la región con un segundo conjunto de haces pequeños del primer arreglo 215 de la máscara, funde las regiones amorfas restantes 223, 225, 227, 229 (mostradas en la Figura 2C) que abarcan la región recientemente cristalizada 221 y la región inicial de semilla de cristal 224 a fundir. Como se muestra en la Figura 2D, la estructura cristalina que forma la sección central 228 crece hacia el exterior durante la solidificación de las regiones fundidas, de modo que se forma una región de silicio policristalino uniforme de grano largo. Además, la Figura 2D describe cuatro columnas cristalográficas 231, 232, 233, y 234 cada una separada de la otra por las fronteras de grano largo 235, 236, 237, y 238. Las fronteras de grano largo 235, 236, 237, y 238 corresponden al centro de cada región fundida. Dentro de cada una de estas columnas cristalográficas se encuentran múltiples cristales crecidos lateralmente sustancialmente paralelos 239, 241, 242, 243, 244.

La Figura 3 muestra una ilustración ejemplar de una película que se ha irradiado por dos pulsos de láser subsecuentes. Como se describió anteriormente, donde un haz pequeño irradia y por lo tanto funde una región individual irradiada 380 en una fila determinada, durante el enfriamiento los cristales en esa región crecen desde el borde de la región hacia el centro de la región. Por lo tanto, en la región central 350 de la región irradiada, donde los bordes del haz pequeño se alinearon en la dirección x (paralela al barrido), los granos de cristal se extienden sustancialmente en la dirección y (perpendicular al barrido). La película incluye un primer conjunto de regiones cristalizadas 345 que se han irradiado con un primer pulso conformado por la máscara de la Figura 2A en un primer conjunto de haces pequeños (correspondiente a las ranuras 215), y un segundo pulso conformado por la máscara de la Figura 2A en un segundo conjunto de haces pequeños 340 (también correspondiente a las ranuras 215), cuando la película se mueve en la dirección negativa de x y el barrido avanza así en la dirección positiva de las x. Cuando se barre la muestra, los granos de cristal de las porciones de extremo 370 del segundo conjunto de regiones cristalizadas 340, generadas por un segundo pulso de láser, se solapan parcialmente con los granos de cristal de la porción frontal 365 de los primeros conjuntos de regiones cristalizadas 345, generadas por un primer pulso de láser. Los cristales del tercer conjunto de regiones cristalizadas 340', también generados por el segundo pulso de láser, se solapan parcialmente con los lados del primer conjunto de regiones cristalizadas 345, llenando el espacio entre las regiones individuales del primer conjunto de regiones cristalizadas 345. Como la película se barre en la dirección x, puede cristalizarse toda su superficie.

Debido a que los haces pequeños son relativamente largos, gran parte del área cristalizada tiene granos cristalinos orientados en la dirección y. Por el contrario, en las regiones frontal y final 360 y 370 respectivamente, algunos de los cristales crecen desde el mismo extremo de la región, de manera que se extienden sustancialmente en la dirección x (paralela al barrido), y otros crecen en un ángulo con respecto a la dirección de barrido. Estas regiones se conocen como "áreas de borde". Aquí, pueden surgir artefactos debido a que el borde del haz, que se reproduce en la porción fundida, conduce al crecimiento lateral de granos que se extienden desde los bordes en ángulos que están sesgados con respecto a la dirección deseada del crecimiento lateral.

De acuerdo con el método anteriormente descrito de solidificación lateral secuencial , una región entera puede cristalizarse usando sólo dos pulsos de láser. Este método es de aquí en adelante referido como un proceso de "dos disparos", aludiendo al hecho de que sólo se requieren dos pulsos de láser ("disparos") para la cristalización completa. Detalles adicionales del proceso de dos disparos se encuentran en la patente de los Estados Unidos No. 6,555,449, titulada "Métodos para producir semiconductores de película fina policristalina de ubicación manipulada de frontera de grano y de granulado largo uniforme", que se incorpora en su totalidad como referencia.

El proceso de SLS de dos disparos descrito anteriormente puede usarse para cristalizar pel ículas de silicio para la fabricación de pantallas de matriz activa de diámetro pequeño (por ejemplo, para aplicaciones de móviles) que se hacen usando por ejemplo paneles de vidrio de tamaño aproximado 730 mm por 920 mm . El procesamiento de paneles mayores se requiere para la fabricación de pantallas de matriz activa de diámetro grande (por ejemplo, para aplicaciones de monitores o TV) , por ejemplo hasta aproximadamente 2200 mm por 2500 mm o incluso mayores. Un obstáculo en el desarrollo de las herramientas para la fabricación de paneles grandes es la plataforma lineal usada para trasladar el panel: no es fácil hacer que tales plataformas grandes funcionen con la precisión requerida en el proceso de SLS convencional de dos disparos. La siguiente es una descripción de algunos de los problemas con la ejecución de la SLS anteriormente descrita usando plataformas insuficientemente exactas, en particular describiendo los efectos de oscilación de plataforma.

Las Figuras 4A-4E describen las limitaciones y los problemas asociados con los procesos de SLS de dos disparos descritos anteriormente. La Figura 4A describe un patrón de máscara típico usado en un proceso de SLS de dos disparos para crear haces pequeños. La máscara 400 para el proceso de SLS de dos disparos incluye filas duales de las disposiciones de ranuras, 402, 404, que se alinean una respecto a la otra con un desplazamiento, equivalente a la máscara que se muestra en la Figura 3A. Aunque las ranuras 402, 404 se muestran teniendo bordes triangularmente ahusados, se puede usar también ranuras con otras formas. Por ejemplo, también puede usarse ranuras con ahusamientos trapezoidales y/o bordes redondeados. También pueden usarse, como se muestra en las Figuras 2A y 3A, ranuras rectangulares. Para detalles adicionales sobre la selección del ancho de haces pequeños y brechas, así como algún otro ejemplo de formas de ranuras o formas de bordes, véase el O 2005/029546 y la patente de los Estados Unidos No. 6,908,835, cuya totalidad de su descripción se incorpora explícitamente como referencia a la presente.

La Figura 4B describe un proceso de SLS de dos disparos sobre una película 410, en la que se va a desarrollar una pluralidad de pixeles 415, que contienen transistores de película fina (TFTs) o los circuitos 420 y los electrodos 430. Como se describió anteriormente, este es un proceso de SLS de un solo barrido donde se modela cada pulso del láser en disposiciones de haces pequeños, los ejes largos de los cuales se alinean paralelos a la dirección de barrido. El pulso del haz forma una pluralidad de regiones cristalizadas, incluyendo una primera región cristalizada 440 y una segunda región cristalizada 450. Las regiones cristalizadas descritas 440, 450 son de aproximadamente 25 mm de largo y 1,2 mm de ancho. El "paso de píxel" (distancia de centro a centro de los pixeles) depende del diámetro de la matriz y del número de nodos de la matriz (donde la matriz puede corresponder a un plano posterior de matriz activa para pantallas LCD u OLED, y los nodos pueden corresponder a pixeles individuales en tales planos posteriores de matriz activa) y ser tan grande quizás como 600 µ?? o más para matrices grandes, tales como TV grandes. La segunda región cristalizada 450 descrita se solapa con la primera región 440 en aproximadamente un 50%. La línea 460 describe la dirección de barrido (que es la dirección de barrido de pulsos) y la no linealidad de la línea describe los efectos de (dirección y) oscilación de la plataforma durante el barrido, lo que resulta en un pobre solapamiento de los pulsos.

La Figura 4C describe un barrido de SLS de dos disparos usando los métodos descritos anteriormente y el patrón de máscara que se muestra en la Figura 4A. El primer disparo del láser irradia y funde una porción de la película fina en un patrón correspondiente a la región 440, que se describe como 460 en la Figura 4C (líneas de puntos) (es decir, una primera zona fundida). El segundo disparo irradia y funde una porción de la película fina en un patrón correspondiente a la región 450, la que se describe como 470 en la Figura 4C (líneas continuas) (es decir, una segunda zona fundida). Cada una de las zonas fundidas se enfría y forma las regiones cristalizadas 460, 470. Como puede verse en la Figura 4C, las regiones cristalizadas 460 y 470 comprenden una pluralidad de áreas 461 y 471, etc., respectivamente, correspondientes a cada uno de los haces pequeños producidos por la máscara, de tal manera que hay regiones no irradiadas entre la pluralidad de áreas 461, 471. Cada zona fundida se enfría y se cristaliza en áreas 461 antes de que el siguiente haz de láser incida sobre la superficie de la película y cree zonas fundidas que cristalizan en áreas 471. La Figura 4C muestra también una porción de solapamiento 480 de la primera región cristalizada 460 y la segunda región cristalizada 470. Por ejemplo, la porción de solapamiento 480 incluye el solapamiento de las áreas 461a y 471a. Por lo tanto, el área 480 se cristaliza completamente por las radiaciones solapadas y distintas que corresponden al lado derecho de las áreas 461 y al lado izquierdo de las áreas 471, con la elongación correspondiente de los granos lateralmente cristalizados en la región 480 como se describió anteriormente con respecto a las Figuras 2-3.

La oscilación de plataforma puede causar una desalineación de los pulsos de láser entre los pulsos de láser subsecuentes, como se ilustra por la desalineación en la región 480 de la Figura 4C. Debido a la oscilación de plataforma, la primera columna de regiones irradiadas 461 del primer pulso de láser no se alinea con precisión con la primera columna de regiones irradiadas 471 del segundo pulso de láser. Esta desalineación resulta en un solapamiento no simétrico de las regiones irradiadas durante el segundo pulso de láser. Por lo tanto, la primera columna de regiones irradiadas 471 del segundo pulso puede desplazarse una distancia en la dirección de la flecha 465 (mostrada en la Figura 4D) de la primera columna de regiones irradiadas 461 del primer pulso de láser.

La desalineación de los pulsos de láser resulta en fronteras de grano largo separadas desigualmente en el producto final. La frontera de grano largo es la línea central formada cuando se encuentran dos frentes de crecimiento lateral del cristal. La Figura 4E es una vista esquemática de la ubicación de las fronteras de grano largo en el área 480 después de la SLS de dos disparos. Esta describe las líneas centrales que corresponden a las fronteras de grano largo como 490', 491', 492', y 493', en el producto final. Como puede verse en la Figura 4E, las líneas centrales no se separan uniformemente. La Figura 4E describe además cuatro regiones cristalográficas 490, 491, 492, y 493, separadas por las fronteras de grano largo 490', 491', 492', y 493' y que incluyen granos extendidos lateralmente, descritos como 490A, 490B, 490C etc. para la región 490. Las líneas centrales, o las fronteras de grano largo 490', 491', 492', y 493', pueden crear barreras para el flujo de electrones y reducir la movilidad de los electrones en el TFT resultante. La reducción de la movilidad de los electrones puede además depender de la ubicación exacta de la frontera de grano largo dentro de la región del canal del TFT y entre las regiones fuente y drenaje del mismo. Se prefiere una separación uniforme de las fronteras de grano largo debido a que proporciona un material más uniforme.

Como puede verse en la Figura 4E, las regiones cristalográficas no se separan uniformemente; la región 491 es más ancha que la región 490. Esta no uniformidad en las líneas centrales, lo que se relaciona con una no uniformidad en las columnas cristalográficas formadas por la oscilación de plataforma durante el proceso de dos disparos, no sólo afecta la uniformidad del material, sino que también pone un límite inferior al ancho y al paso de los haces pequeños que pueden usarse. Es decir, debido a la no uniformidad, no son factibles anchos y separaciones pequeñas de los haces pequeños. Aunque potencialmente resultan en un menor rendimiento, a veces se desean granos más cortos para obtener transistores de película fina ("TFTs") más uniformes (por ejemplo, granos más pequeños permiten que tengan lugar efectos de promedio más efectivos sobre aquellos granos que residen en/cerca de la región de canal de los TFTs), lo que es especialmente crítico para dispositivos emisores de luz de matriz activa orgánica. Además, los granos ocluidos, resultantes de granos en las columnas más anchas que no se extienden completamente al ancho de la columna más ancha, pueden resultar en un pobre rendimiento del dispositivo.

Otro problema con el proceso de SLS de dos disparos anteriormente descrito es la distorsión. Las lentes usadas en la óptica de proyección pueden tener aberraciones, por ejemplo, astigmatismo, que puede resultar en la distorsión del haz. Especialmente lejos del centro, la distorsión en el haz puede ser notable en la película cristalizada. La Figura 4F describe la distorsión en la formación de haz pequeño usando la máscara de disposición dual descrita en la Figura 4A. Como un ejemplo solamente ilustrativo, los haces pequeños hacia la esquina inferior derecha 1200 de la Figura 4F se distorsionan de manera creciente. En la SLS de dos disparos, como se muestra en la Figura 4G, el primer pulso 1210 y el segundo pulso 1220 dentro de la región de los dos disparos se solapan aproximadamente un 50%. La distorsión local entre esas secciones solapadas en la región de dos disparos puede ser diferente. Por ejemplo, si la porción inferior de la segunda (derecho) disposición de los haces pequeños 1200 está sesgada debido a la distorsión, el solapamiento entre la segunda disposición de haces pequeños en el primer pulso de láser 1240 y la primera (izquierdo) disposición de haces pequeños en el segundo pulso de láser 1230 crea una no uniformidad en las separaciones de las líneas centrales en el material de dos disparos resultante. Como se muestra en la Figura 4H, las separaciones entre las líneas centrales de cada haz pequeño no son uniformes a lo largo de la dirección vertical del barrido. Por ejemplo, las separaciones entre las líneas centrales en la porción superior del barrido son relativamente iguales, mientras que las separaciones entre las porciones inferiores del barrido no lo son. La microestructura en la porción inferior por lo tanto será como la microestructura en la Figura 4E.

SLS con pulsos no periódicos La SLS con pulsos no periódicos ofrece un método para hacer el proceso de cristalización más robusto contra el pobre solapamiento de haces pequeños durante irradiaciones subsecuentes originados a partir de, por ejemplo, oscilación de plataforma, y/o distorsión de la imagen.

El sistema actual usa pulsos de láser no periódicos, es decir, pulsos que no son equidistantes en el dominio del tiempo. En una modalidad, el sistema actual crea pulsos de láser no periódicos mediante el uso de disparos coordinados de pulsos desde una pluralidad de fuentes de láser (como es también posible usar una sola fuente de láser que tiene múltiples cavidades de láser, por ejemplo, tubos) para producir una serie de pulsos estrechamente separados en el dominio del tiempo. Una pluralidad de fuentes de láser puede proporcionarse en un sistema de un solo láser. Un sistema de láser es un sistema controlado por computadora que usa técnicas controladas por computadora y una o más cavidades de láser para producir uno o más haces de láser. Cada haz de láser corresponde a una fuente de láser. Cada haz de láser puede producirse a partir de un láser independiente, o una cavidad láser que forma parte de una pluralidad de cavidades de láser contenidas dentro de un sistema láser.

Un perfil ejemplar de pulsos de láser no periódicos se muestra en la Figura 5. El eje y representa la intensidad del pulso y el eje x representa el tiempo. La Figura 5A describe una tasa de pulsos periódicos de un láser que puede usarse para un proceso de SLS de dos disparos convencional. La tasa de repetición del láser resulta en un patrón de pulsos de láser que se separa uniformemente en el dominio del tiempo. La Figura 5B representa un ejemplo de pulsos no periódicos descritos en la presente donde un segundo pulso 500 se dispara en un tiempo cercano en relación con el primer pulso 510. Después, un tercer pulso 520 se dispara en un intervalo de tiempo diferente al intervalo entre el primer pulso 510 y el segundo pulso 500. La Figura 5C ilustra una modalidad para la cual la potencia del láser (densidad de energía) de los dos láseres es diferente. Por lo tanto, la película irradiada experimenta una tasa de pulsos no periódicos y una energía de irradiación no uniforme. Debido al tiempo relativamente corto entre el primer pulso 510 y el segundo pulso 500, las regiones irradiadas por el primer pulso 510 y el segundo pulso 500 experimentan un solapamiento incrementado, como se describe con respecto a las Figuras 7A-7B. Adicíonalmente, cada láser de la pluralidad de los láseres puede generar pulsos a una tasa de repetición constante.

El rango de retardo entre el primer pulso 510 y el segundo pulso 500 puede ser menor que la mitad del intervalo de tiempo entre el primer pulso 510 y el tercer pulso 520. En algunas modalidades, el intervalo de tiempo entre el primer pulso 510 y el segundo pulso 500 es menor que una décima o menor que una veinteava o menor que una centésima parte del intervalo de tiempo entre el primer pulso 510 y el tercer pulso 520. El rango de retardo entre el primer pulso 510 y el segundo pulso 500 puede ser de aproximadamente tres microsegundos hasta aproximadamente un milisegundo, aproximadamente de cinco microsegundos hasta aproximadamente 500 microsegundos, y preferentemente aproximadamente de 8 microsegundos hasta aproximadamente 100 microsegundos.

Por ejemplo, el retardo puede ser tan pequeño como unos pocos microsegundos (por ejemplo, para una velocidad de plataforma de 40 cm/s y un desplazamiento de 3.5 µ??, el tiempo sería 8.75 microsegundos). Si la velocidad de la plataforma es tan alta como 60 cm/s, entonces el tiempo sería 5.83 microsegundos. En un proceso de n disparos, es decir, en un proceso con más de dos irradiaciones de láser en una región dada (por ejemplo, 3, 4, 5, o n radiaciones en una región dada), el solapamiento puede ser mayor. Tal proceso de SLS de n disparos se describe en la solicitud de los Estados Unidos No. 11/372,161, cuyo contenido se incorpora a la presente como referencia. Por ejemplo, en un proceso de n disparos, el tiempo podría ser de 5 microsegundos, o incluso 3 microsegundos. Debido a que la velocidad de crecimiento lateral es del orden de hasta aproximadamente 10 mieras por segundo, cuando se funde una región de 6 mieras con un pulso de anchura a media altura (FWHM) de aproximadamente 0.3 microsegundos, la película se cristaliza lateralmente en menos de aproximadamente 0.5 µe.

En algunas modalidades, el desplazamiento puede ser superior a 3.5 mieras. Por lo tanto, el retardo puede ser de 10 microsegundos y hasta de 50 microsegundos o incluso más de 100 microsegundos y posiblemente, tan alto como unos pocos 100 microsegundos. El límite superior puede ser tan alto como para alcanzar, pero no para igualar, la tasa de repetición de dos láseres de 600 Hz combinados a 1200 Hz: es decir, 833 microsegundos. Por ejemplo, para un 70% de solapamiento el retardo sería de 500 microsegundos. Sin embargo, si se usan dos láseres de 300 Hz, el retardo sería de 1 milisegundo.

Las herramientas que tienen múltiples cavidades de láser, por ejemplo tubos, se han descrito anteriormente para (1) aumentar la energía del pulso por el disparo simultáneo y posteriormente combinando múltiples pulsos y (2) aumentar la duración del pulso por el disparo retardado de varios tubos y combinándolos posteriormente, como se describe en la patente de los Estados Unidos No. 7,364,952, cuya totalidad de su descripción se incorpora explícitamente como referencia a la presente. En otras palabras, los pulsos se combinan para proporcionar un ciclo modificado de una sola fusión y solidificación. La SLS con pulsos no periódicos es diferente en que usa los pulsos de varios láseres en ciclos separados de fusión/solidificación. Sin embargo, los pulsos están lo suficientemente cerca en el dominio del tiempo de manera que muestran un solapamiento significativo aunque la plataforma se desplaza a alta velocidad.

La Figura 5 presenta un patrón de pulsos no periódicos que emplea dos pulsos de láser estrechamente separados o un "tren" de pulsos de láser; sin embargo, puede emplearse un mayor número de pulsos estrechamente separados, por ejemplo, 3-5, correspondiente a tres hasta cinco láseres o cavidades de láser. En tales modalidades, donde se usa, un mayor número de pulsos estrechamente separados de láseres diferentes, por ejemplo, haces de láser ya sea de dos fuentes diferentes de energía láser o dos portadores de láser diferentes de la misma fuente de energía láser, la región objetivo se irradia un mayor número de veces correspondientemente y puede proporcionar regiones cristalizadas con dominios de cristal más alargados. Por ejemplo, n pulsos de n fuentes de láser pueden estar estrechamente separados y una única región experimentará n irradiaciones como se describe en un solo barrido. Los haces pequeños pueden tener anchos similares como en la SLS de dos disparos, pero la separación entre ellos puede incrementarse para acomodar el mayor número de irradiaciones. También, el solapamiento entre regiones cristalizadas, cada una correspondiente a zonas fundidas individuales, puede ser mayor de un 50% (o una vez la longitud de crecimiento lateral), resultando en granos más largos que los granos que pueden obtenerse en el proceso de dos disparos (siendo limitada la longitud de los granos por el número de pulsos en un tren de pulsos). El material de granos más largos puede ser beneficioso para TFTs de mayor rendimiento.

Los dos pulsos consecutivos en un tren de pulsos no necesitan tener la misma densidad de energía. Por ejemplo, si la película está todavía caliente desde el primer pulso, el segundo pulso podría tener una menor densidad de energía. Del mismo modo, puede usarse una mayor densidad de energía para compensar los cambios en las propiedades ópticas en el primer pulso (los amorfos absorben ligeramente mejor que los cristalinos). Una adecuada elección de la densidad de energía del segundo pulso puede así tener en cuenta ambos efectos y posiblemente otros también. Por lo tanto, como se muestra en la Figura 5C, el primer pulso de láser y el segundo pulso de láser pueden tener diferentes densidades de energía.

Sistema para la realización de SLS con pulsos no periódicos Un método para realizar SLS con pulsos no periódicos implementa múltiples fuentes de láser, por ejemplo una fuente dual de láser. El sistema para la realización de SLS usando una fuente dual de láser se muestra en la Figura 6. La Figura 6 es similar a la Figura 1, excepto que la Figura 6 tiene un segundo láser 110' y una disposición de cómputo o sistema informático 600 para controlar el disparo de los dos láseres y el movimiento de la plataforma. Por lo tanto, el sistema informático 600 proporciona un medio legible por computadora y unas instrucciones legibles por computadora para el disparo controlado por la posición de la plataforma de los pulsos de láser. El sistema también puede incluir múltiples lentes de proyección para permitir el barrido simultáneo de múltiples secciones en una película fina. Un sistema para permitir el barrido simultáneo de múltiples secciones de una película fina se describe en la patente de los Estados Unidos No. 7,364,952, titulada "Sistema y método para procesar películas finas", cuya totalidad de su descripción se incorpora explícitamente como referencia a la presente. Aunque el método y el sistema se han descrito usando una fuente dual de láser, pueden usarse también láseres adicionales. Otros métodos para realizar SLS con pulsos no periódicos incluyen la operación de un láser de alta frecuencia en un modo de ráfaga y/o junto con una parada de haz. Ambas modalidades se describirán con más detalle a continuación. Adicionalmente, el sistema puede incorporar una configuración basada en interferencia para realizar la misma función de crear haces pequeños como la que realiza la máscara.

El patrón de pulsos de láser no periódicos se obtiene preferentemente por el disparo desplazado de una pluralidad de láseres a la misma tasa de repetición. Las técnicas para crear patrones de pulsos de láser no periódicos usando un solo láser pueden existir pero en la actualidad se consideran menos eficaces. En una técnica, el mecanismo de disparo de un láser que tiene una cierta tasa de repetición se modifica para crear una secuencia de pulsos no periódicos que tienen alternadamente intervalos de tiempo cortos y largos entre pulsos consecutivos. Los láseres tales como los láseres de excímero tienen una potencia máxima de salida que aumenta con la tasa de repetición del pulso hasta una cierta tasa óptima de pulso después de la cual la potencia comienza a descender. En otras palabras, más allá de esta tasa óptima de pulso, la energía máxima que un pulso puede tener disminuirá rápidamente. Por lo tanto, disminuyendo el intervalo de tiempo entre dos pulsos consecutivos para un láser dado que tiene una cierta energía máxima del pulso puede resultar en la degradación de la energía del pulso, especialmente para el pulso siguiente al intervalo de tiempo corto.

En otra técnica para crear patrones de pulsos de láser no periódicos usando un solo láser, el patrón de pulsos no periódicos se obtiene a partir de un solo láser que funciona en un modo de mayor tasa de potencia/pulso, por ejemplo, que tiene tasas de repetición de varios kHz hasta 10 kHz, adaptado para proporcionar tiempo de inactividad entre secuencias cortas, por ejemplo, ráfagas rápidas, de pulsos de láser ininterrumpidos. Sistemas de láser ejemplares adecuados para el uso en los métodos y sistemas descritos en la presente incluyen láseres de alta frecuencia, por ejemplo, los láseres desarrollados por Cymer (San Diego) y usado en herramientas de cristalización láser disponibles de TCZ Pte. Ltd. (Singapur), y láseres de estado sólido bombeado por diodos, por ejemplo, disponibles de JENOPTIK Láser, Optik, Systeme GmbH y usados en herramientas de cristalización láser disponibles de Innovavent GmbH. Sin embargo, estos láseres de alta frecuencia tienen correspondientemente menor energía por pulso y resulta en que las dimensiones del pulso se reducen en comparación con un láser de mayor energía por pulso tal como el disponible de Coherent Inc. (Santa Clara).

La película 199 puede ser una película semiconductora amorfa o policrístalina, por ejemplo una película de silicio. La película puede ser una película continua o una película discontinua. Por ejemplo, si la película es una película discontinua, puede ser una película moldeada litográficamente o una película depositada selectivamente. Si la película es una película depositada selectivamente, puede ser a través de una deposición química de vapor, bombardeada, o una película fina procesada por solución, por ejemplo impresión por chorros de tinta con tintas a base de silicio.

SLS con pulsos no periódicos de área completa La Figura 7A y 7B describe un proceso de SLS con pulsos no periódicos que usa una máscara vertical 700 (mostrada en la Figura 7A). La máscara vertical 700 incluye una disposición de ranuras 710, verticalmente posicionadas, por ejemplo, alineadas perpendicularmente a la dirección de barrido, con la opción de bordes ahusados. Las ranuras 710 transmiten y conforman un haz de láser para producir una pluralidad de haces pequeños de forma similar. Las otras partes (no ranuradas) de la máscara son opacas. Debería entenderse que la ilustración de la máscara es solamente esquemática, y que las dimensiones y razones de aspecto de las ranuras, así como el número de ranuras pueden variar mucho y dependen de la velocidad deseada de procesamiento, la densidad de energía necesaria para fundir la película en una región irradiada, y la energía disponible por pulso. En general, la tasa de aspecto de ancho a longitud de una ranura dada puede variar, por ejemplo, entre 1:5 y 1:200 y 1:5000 o más. En otras modalidades, la máscara puede ser una máscara de puntos en la que el fondo es transparente y los "puntos" centrales son opacos. Detalles adicionales sobre máscaras de matriz de puntos se encuentran en la patente de los Estados Unidos. No. 7,645,337, la que se incorpora en su totalidad como referencia.

Como se describió anteriormente con respecto a la SLS de dos disparos previamente descrita, la Figura 7B muestra una ilustración ejemplar de una película que se ha irradiado por dos conjuntos de dos pulsos de láser, en la que los primeros dos pulsos de láser se producen muy cercanos en el tiempo, seguido por un retardo, y los segundos dos pulsos de láser también ocurren muy cercanos en el tiempo. El proceso incluye al menos cuatro etapas de irradiación, con dos etapas de irradiación correspondientes a pulsos procedentes de un láser primario y dos etapas de irradiación correspondientes a pulsos procedentes de un láser secundario. Las etapas son como sigue: (1) una primera irradiación correspondiente a las regiones 711 que se han irradiado con un primer pulso procedente de un láser primario que se ha conformado por la máscara de la Figura 7A en un primer conjunto de haces pequeños (líneas de puntos); (2) una segunda irradiación correspondiente a las regiones 712 que se han irradiado con un primer pulso procedente de un láser secundario, que se ha conformado por la máscara de la Figura 7A en un primer conjunto de haces pequeños (línea continua); (3) una tercera irradiación correspondiente a las regiones 713 que se han irradiado con un segundo pulso procedente de un láser primario, que se ha conformado por la máscara de la Figura 7A en un tercer conjunto de haces pequeños (línea de puntos en el área gris); y (4) una cuarta irradiación correspondiente a las regiones 714 que se han irradiado con un segundo pulso procedente de un láser secundario, que se ha conformado por la máscara de la Figura 7A (línea continua en el área gris), a medida que la película se mueve en la dirección negativa de x y el barrido por lo tanto avanza en la dirección positiva de x. Donde la primera y segunda regiones irradiadas 711 y 712 se solapan, generan una primera región cristalizada de dos disparos 715. Donde la tercera y cuarta regiones irradiadas 713, 714 se solapan, generan una segunda región cristalizada de dos disparos 716.

Cuando se realiza un barrido la muestra (preferentemente a una velocidad constante de la plataforma), el solapamiento entre la primera y segunda regiones cristalizadas 711, 712 y la tercera y cuarta regiones cristalizadas 713, 714 es mayor que aproximadamente 50%. Preferentemente, el solapamiento entre la primera y segunda regiones cristalizadas 711, 712 y la tercera y cuarta regiones cristalizadas 713, 714 es mayor que aproximadamente 70%, mayor que aproximadamente 90%, mayor que aproximadamente 95% o mayor que aproximadamente 99%. La primera irradiación correspondiente a la región 711 funde la región en todo su espesor; la región fundida entonces cristaliza lateralmente de manera rápida a partir del borde sólido para formar una región cristalizada lateralmente. La segunda irradiación generada por el primer pulso de láser secundario abarca las regiones no irradiadas entre las regiones de los haces pequeños individuales creadas por el primer conjunto de haces pequeños y se solapan con las primeras regiones cristalizadas 71 1 . Durante el enfriamiento, los cristales en la segunda región crecen desde el borde de la segunda región fundida para formar granos de cristal lateralmente extendidos sustancialmente en la dirección x (paralela a la dirección de barrido). Por lo tanto, aunque el solapamiento puede variar desde mayor del 50% hasta aproximadamente el 99%, el solapamiento se selecciona de modo que toda la región se cristaliza en dos pulsos de láser. El área de la película que se cristaliza completamente de esta manera se conoce como una "región cristalizada a dos disparos." En este ejemplo la irradiación de la primera región cristalizada 71 1 , seguido por la irradiación de la segunda región cristalizada 71 2 resulta en una primera región cristalizada a dos disparos 71 5. Entonces, la irradiación de la tercera región cristalizada 71 3 y la cuarta región cristalizada resulta en una segunda región cristalizada a dos disparos 716. Si se usando más de dos pulsos de láser en el tren de pulsos, el solapamiento puede seleccionarse de manera que toda la región se cristalice por el número de pulsos en el tren de pulsos.

El máximo solapamiento entre la primera región cristalizada a dos disparos 71 5 y la segunda región cristalizada a dos disparos 716 puede ser tal que el primer haz pequeño del segundo pulso se ubica exactamente entre el primer y segundo haces pequeños del primer pulso. Este solapamiento máximo corresponde a un desplazamiento m ínimo de la mitad del paso de haz pequeño para haces pequeños alineados verticalmente. Si los haces pequeños se inclinan con respecto a la alineación vertical (como se describe más adelante), lo que significa que no se orientan perpendicularmente a la dirección de barrido, el desplazam iento m ínimo es la mitad del paso de haz pequeño dividido por el coseno del ángulo de inclinación . En un proceso de n disparo (como se describió anteriormente) , el primer haz pequeño del segundo pulso puede ubicarse más cerca de la línea central del primer haz pequeño del primer pulso, y el máximo solapamiento es correspondientemente mayor. La primera y segunda regiones cristalizadas a dos disparos 715, 716 pueden ser más estrechas si el solapamiento entre el primer pulso y el segundo pulso es menor. Donde el solapamiento es menor, habrá "alas" adyacentes a la primera y segunda regiones cristalizadas a dos disparos 715, 716 donde esas "alas" se irradiaron solamente por haces pequeños únicos que no se solapan.

La Figura 7C describe un esquema alternativo de solapamiento donde el segundo pulso 1110 (línea continua) se ubica una vez y media el paso del haz pequeño desde el primer pulso de 1100 (línea de puntos). El solapamiento entre el primer pulso (correspondiente a un láser primario) y el segundo pulso (correspondiente a un láser secundario) correspondiente a una región de dos disparos puede variar desde aproximadamente 70% hasta aproximadamente 99%. Un solapamiento menor tal como se ilustra en la Figura 7C resulta en una región menor cristalizada a dos disparos 1120. Un solapamiento menor, y por lo tanto un mayor retardo entre pulsos, puede ser beneficioso para permitir que la película se enfríe suficientemente después del primer pulso antes de la irradiación con el segundo pulso.

El menor solapamiento puede usarse solo o en combinación con el ajuste de la densidad de energía del segundo pulso como se describió anteriormente. Adicionalmente, un menor solapamiento puede ser beneficioso para mitigar los efectos de la no uniformidad de densidad de energía dentro del haz. Como proceso que se basa en la fusión completa de la película, la SLS es relativamente inmune a las variaciones típicas en la densidad de energía de pulso a pulso o entre varias secciones del pulso. La variación de la densidad de la energía puede resultar en cierta variación suave del ancho de las regiones irradiadas por un único haz pequeño. Por lo tanto, en un proceso de dos disparos, la variación de la densidad de energía puede resultar en cierta variación suave en el solapamiento entre las regiones fundidas y por lo tanto en la microestructura que resulta. Por lo tanto, es preferible que una porción de la película que es irradiada con una densidad de energía más baja en un pulso no se irradie con una densidad de energía más baja en el otro pulso también. Por ejemplo, si una pequeña sección del haz tiene una densidad de energía reducida debido a imperfecciones en el sistema óptico, es preferible aumentar el desplazamiento entre los dos pulsos de tal manera que una porción de la película no se irradie dos veces con esta sección de densidad de energía reducida del haz.

Durante el funcionamiento, una plataforma mueve la película continuamente a lo largo de la dirección x para efectuar la dirección de barrido de pulso indicada por la flecha 720 en la Figura 7B, de manera que los ejes largos de las ranuras en la máscara de la Figura 7A yacen sustancialmente perpendiculares a la dirección de barrido. Cuando la película se mueve, los láseres generaran pulsos a una frecuencia dada, por ejemplo, 300 Hz, los que se conforman por la máscara. La velocidad de la película y el desplazamiento entre los disparos de los pulsos de láser desde ambos láseres se seleccionan de manera que a medida que se mueve la plataforma, los pulsos de láser subsecuentes irradien las regiones que se solapan 711, 712 de la película.

La velocidad de la película y la tasa de repetición (frecuencia) del primer y segundo pulso láser determinan la ubicación de las regiones posteriores cristalizadas a dos disparos sobre la película. En una o más modalidades, la primera y segunda regiones cristalizadas a dos disparos 715 y 716 también pueden solaparse en 745. Por lo tanto, la superficie completa de la película puede cristalizarse cuando la película se barre en la dirección x. Si las regiones 711 y 712 se desplazan sólo la mitad del paso de los haces pequeños (como se ilustra en la Figura 7B), entonces el solapamiento entre las regiones 715 y 716 puede ser tan pequeño como el solapamiento entre los haces pequeños, el que para SLS de dos disparos es entre cero y una vez la longitud de crecimiento lateral. Por lo tanto, el solapamiento entre 715 y 716 puede minimizarse hasta solamente el solapamiento de los haces pequeños entre las regiones 712 de más a la derecha y las regiones 713 de más a la izquierda. El solapamiento entre la primera y segunda regiones cristalizadas a dos disparos puede así variar desde aproximadamente 0,5 pm hasta aproximadamente 3 pm.

El solapamiento aumentado de la primera y segunda 711, 712 y la tercera y cuarta regiones 713, 714 en la Figura 7B puede lograrse, como se describió anteriormente, mediante el uso de dos láseres separados. El láser primario dispara los pulsos resultando en la cristalización de la primera y tercera regiones 711, 713, mientras que un láser secundario dispara el segundo y cuarto pulsos resultando en la cristalización de la segunda y cuarta regiones 712, 714. El disparo de los pulsos puede activarse mediante, por ejemplo, un sistema controlado por computadora. Debido a que se usan dos láseres, la primera y segunda regiones 711, 712, por ejemplo, pueden solaparse a un grado mayor que el que podría producirse usando un láser a las frecuencias de láseres actuales a una velocidad constante dada de la plataforma. Debería enfatizarse, sin embargo, que el presente sistema y método no se basan en el uso de múltiples fuentes de láser, sino más bien, requiere la generación de pulsos de láser no periódicos. Como se señaló anteriormente, los láseres con tasas de repetición de láser suficientemente altas existen y pueden operarse de una manera que proporcionen tiempo de inactividad entre ráfagas rápidas de pulsos de láser. Los desarrollos en potencia y frecuencia del láser mejorarán las razones de rendimiento y aumentarán el atractivo comercial de dichos enfoques.

Barridos inclinados usando SLS con pulsos no periódicos En algunas modalidades, cuando posteriormente se fabrica una disposición de TFTs sobre una película, puede ser beneficioso si la orientación de las fronteras de grano largo puede inclinarse ligeramente con respecto a la orientación del canal del TFT. Si los TFTs se alinean paralelos a la orientación del arreglo y/o a los bordes del dispositivo de matriz activa o de la película, los haces pequeños diagonales pueden por ejemplo usarse para hacer tal ingeniería de inclinación (ver "Uniformidad policristalina de TFT a través de la desalineación de la microestructura", patente de los Estados Unidos No. 7,160,763, cuya totalidad de su descripción se incorpora explícitamente como referencia a la presente) en donde los haces pequeños se inclinan con respecto a las regiones de canal con el fin de mejorar la uniformidad de los TFT. Las Figuras. 7D y 7E describen la inclinación de los haces pequeños con respecto al eje y a la película. La Figura 7D describe un ángulo de inclinación menor que la Figura 7E, la que como se muestra en la Figura 7E puede resultar en un solapamiento incrementado entre el primer disparo y el segundo disparo.

El ángulo de inclinación puede variar de cero grados hasta alrededor de 90 grados. Dado un cierto ángulo de inclinación de los haces pequeños (por ejemplo, a con respecto a la dirección vertical y, es decir, la dirección perpendicular a la dirección de barrido), un cierto retardo de tiempo puede calcularse entre los pulsos secuenciales para proporcionar una distancia de traslación que es igual a d=0.5x (?/cos a), en donde ? es el paso de los haces pequeños.

Por ejemplo, para una inclinación de 75 grados, como se muestra en la Figura 7D, y 5.5/1.5 pm de ancho y separación de haces pequeños (es decir, ?=7.0 pm), la distancia de traslación es de aproximadamente 13.5 pm. A una velocidad de barrido de 10 cm/s, esto corresponde a un retardo de 135 ps entre pulsos consecutivos. Una inclinación de 45 grados puede usarse para tener la misma uniformidad de TFT para TFTs alineados vertical u horizontalmente con referencia a los bordes de la pantalla o panel. Un proceso de dos disparos 2+ también puede realizarse por ejemplo usando una inclinación de 45 grados para los primeros dos disparos y seguido por dos disparos con una inclinación de 135 grados, es decir, perpendicular a aquellos de los primeros dos disparos. Los ángulos de inclinación mayores de 45 grados y cercanos a 90 grados (por ejemplo, cerca de la vertical) también son posibles, por ejemplo, cuando el diseño de la pantalla se gira 90 grados con respecto a lo que se asumió antes. Aunque el ángulo de inclinación afecta el solapamiento entre las regiones procesadas por trenes de pulsos consecutivos (mayores para pequeños ángulos), el solapamiento de barrido a barrido en todos los casos puede permanecer tan pequeño como del orden de la mitad del ancho de haz pequeño. Los haces pequeños inclinados pueden usarse en procesos de cristalización tanto en área total como en selectiva, los que se describen más adelante.

Una vez que la película se ha barrido completamente en la dirección x, el haz enmascarado puede desplazarse en la dirección y para barrer el resto de la película. Como se muestra en la Figura 7B, aparte de la región de solapamiento 745 entre cada región de dos disparos 715, 716, también crea una región de solapamiento 750 entre un primer barrido 730 y un segundo barrido 740. Por lo tanto, los bordes de los haces pequeños pueden ubicarse en las regiones de solapamiento. Entonces, al igual que con las radiaciones solapadas en SLS de dos disparos y un solo barrido convencional que se muestra en la Figura 4C, existe una necesidad de solapar adecuadamente los bordes del haz para asegurar la continuación de la microestructura. Como se describió anteriormente, esto puede involucrar el uso de técnicas de ingeniería de borde de haz para asegurar que los ejes largos de los granos se orienten sustancialmente perpendiculares a la línea central de los haces pequeños. Aunque en una alineación horizontal el extremo de un haz pequeño se solapa naturalmente con su extremo opuesto durante el siguiente pulso en la región de solapamiento 745, en el caso de haces pequeños inclinados ese no es el caso. Con haces pequeños inclinados, el extremo de un haz pequeño tiene que solaparse con el extremo opuesto de otro haz pequeño según se dicte por la longitud e inclinación del haz pequeño. Por lo tanto, la temporización de pulsos tiene que ser tal que las líneas centrales de aquellos bordes de haz se solapen con precisión. La inclinación y el ángulo del haz pequeño pueden entonces optimizarse para minimizar el solapamiento entre tales bordes de haz.

Para alineaciones no horizontales de haz pequeño, los bordes del haz también existirán en las porciones superior e inferior del haz moldeado mostrado mediante solapamiento 750. Para asegurar la continuación de la microestructura de barrido a barrido, es decir, para asegurar las puntadas perfectas de las diferentes regiones formadas durante el barrido, también se requiere que estas áreas de borde se solapen de una manera apropiada, es decir, de una manera que las líneas centrales de los haces pequeños se solapen y que la inclinación y la longitud de los haces pequeños se escoja de tal manera que se minimiza el solapamiento. El control sincronizado por plataforma de los pulsos de láser se requiere para lograr la puntada precisa en el área de solapamiento 750.

La variabilidad en la ubicación de los pulsos en la dirección x generalmente puede provenir de inexactitudes en la temporización de los pulsos así como de la variación en la velocidad de la plataforma, que puede ser por ejemplo sinusoidal. El solapamiento entre los pulsos puede afectarse por esta variabilidad en la ubicación. Las inexactitudes en la temporización de los pulsos son usualmente muy pequeñas y es principalmente el resultado de la inestabilidad, que corresponde a la inexactitud en la electrónica de activación del pulso. La inestabilidad puede resultar del orden de unos pocos nanosegundos o más. El desplazamiento en la ubicación de los pulsos sobre la película como resultado de inestabilidad es extremadamente pequeño y puede considerarse despreciable para la presente solicitud. Por ejemplo, en un retardo de 10 ns en un pulso, la activación provoca un desplazamiento en el nivel de la muestra de sólo 2 nm para una velocidad de plataforma de 20 cm/s. El desplazamiento en la ubicación de los pulsos sobre la película como resultado de la variación de velocidad también puede ser muy pequeño y es adicionalmente un desplazamiento gradual como en el caso de la oscilación. Por lo tanto, la ubicación próxima en el tiempo de dos pulsos será beneficiosa para minimizar el impacto sobre la uniformidad de la microestructura resultante de tales variaciones.

Distorsión del haz Los métodos y sistemas de la presente descripción también pueden aliviar los efectos de la distorsión del haz. En el sistema y el método de SLS con pulsos no periódicos descrito, debido a que el solapamiento entre el primer pulso y el segundo pulso dentro de una región de dos disparos es mayor que aproximadamente un 70%, las porciones solapadas del primer pulso y el segundo pulso en la región de dos disparos son secciones más cercanamente ubicadas de la trayectoria del haz de tal manera que estarán sujetas a un grado más similar de distorsión. Por lo tanto, la película cristalizada final no debería afectarse notablemente por tales distorsiones. Las Figuras. 7F-H describen la misma distorsión en la formación de haz pequeño como se muestra en las Figuras. 4F-H. Una vez más, la parte inferior derecha de los haces pequeños 1300 en la Figura 7F se distorsiona. Sin embargo, las Figuras. 7G y 7H describen un proceso de SLS con pulsos no periódicos tal como se describe para las regiones 711 y 712 en la Figura 7B. Se debe notar que, la Figura 4F describe una máscara alineada verticalmente, mientras que la Figura 7F describe una máscara alineada horizontalmente. Sin embargo, en los ejemplos ilustrativos de las Figuras. 4F-4H y las Figuras. 7F-7H, un grado igual de distorsión en ambas direcciones x e y se proporciona y por lo tanto afecta a los haces pequeños alineados verticalmente de la misma manera que a los haces pequeños alineados horizontalmente. Cuando se miden las líneas centrales de los haces pequeños en el proceso de SLS con pulsos no periódicos, puede observarse que la distorsión presente en la Figura 7F no afecta la regularidad de las líneas centrales (Figura 7H) y por lo tanto no afecta las fronteras de los granos. Este beneficio se deriva de la separación más estrecha dentro de la trayectoria del haz entre las porciones solapadas del primer y segundo pulso y por lo tanto la mayor similitud en la distorsión óptica entre ellos.

Por lo tanto, el sistema y métodos de SLS no periódica descritos anteriormente son aplicables a la cristalización de área total de películas finas. Por ejemplo, la SLS no periódica puede usarse para una amplia área de barrido de una pluralidad de TFTs relativamente separados estrechamente sobre una película.

Cristalización selectiva de área usando SLS con pulsos no periódicos En algunas modalidades la secuencia de pulsos no periódicos puede además usarse para cristalizar selectivamente sólo ciertas regiones de interés, por ejemplo, los TFTs de píxeles o los circuitos en un dispositivo de matriz activa tal como una pantalla o una disposición de sensores. En esta modalidad de cristalización selectiva de área (SAC), no hay solapamiento entre las primera y segunda regiones de cristalización de dos disparos, tal como hay entre las regiones 715 y 716 mostrada en la Figura 7B. Por ejemplo, la Figura 8 describe una película 820 que tiene TFTs poco separados 825, barridos usando el proceso de SLS con pulsos no periódicos donde no hay solapamiento entre una primera región de dos disparos 830 y una segunda región de dos disparos 840. Este proceso se implementa usando la misma máscara mostrada en la Figura 7A. Al igual que la modalidad mostrada en la Figura 7B, la película incluye al menos cuatro etapas de irradiación para formar dos regiones cristalizadas a dos disparos: una primera región cristalizada a dos disparos 830 que corresponde a un primer pulso desde cada uno del láser primario y del láser secundario y una segunda región cristalizada a dos disparos 840 correspondiente a un segundo pulso desde cada uno del láser primario y del láser secundario. Las etapas de irradiación para producir las regiones cristalizadas a dos disparos 830, 840 son las siguientes: (1) una primera irradiación correspondiente a la región 811 con un primer pulso procedente de un láser primario; (2) una segunda etapa de irradiación correspondiente a la región 812 con un primer pulso procedente de un láser secundario; (3) una tercera irradiación correspondiente a la región 813 con un segundo pulso procedente de un láser primario; y (4) una cuarta etapa de irradiación correspondiente a las regiones 814 con un segundo pulso procedente de un láser secundario, a medida que la película se mueve en la dirección negativa de x. En una o más modalidades, el tamaño de las máscaras/haces pequeños implementadas en la SAC se selecciona de tal manera que una o más regiones cristalizadas completamente se forman en dos pulsos (o n pulsos) y cada región cristalizada es suficientemente grande como para contener al menos un nodo de un dispositivo o circuito electrónico de tipo matriz.

Contrario a la modalidad mostrada en la Figura 7B, sólo la primera y segunda regiones cristalizadas 811, 812 se solapan entre sí y la tercera y cuarta regiones cristalizadas 813, 814 se solapan entre sí. En esta modalidad, no hay solapamiento entre la primera región a dos disparos 830 y la segunda región a dos disparos 840. Por lo tanto, las plataformas sobre las que se sostiene la muestra pueden moverse a mayor velocidad para aumentar la separación entre las primera y segunda regiones a dos disparos 830, 840 para que coincida con la periodicidad de la electrónica de tipo matriz. Tal incremento en la velocidad de la plataforma puede resultar en un incremento significativo en el rendimiento total de procesamiento. Por ejemplo, en el arreglo de píxeles de una pantalla, la densidad de la electrónica es bastante baja, por ejemplo, teniendo un paso de varios cientos de pm o más, por ejemplo, más de 1 mm o más, y se puede lograr un aumento significativo en el rendimiento mediante la cristalización de sólo esas regiones. En consecuencia, la plataforma puede moverse a velocidades mayores para una tasa dada de pulsos de láser para lograr la completa cristalización de las áreas seleccionadas sobre la película. A valores ejemplares para el rendimiento de un sistema de SLS SAC con pulsos no periódicos se hace referencia en la sección Ejemplos de esta solicitud. Por lo tanto, la mejora del rendimiento de la SAC con pulsos no periódicos permite rendimientos más competitivos para paneles grandes, por ejemplo, paneles Gen8 (~ 2.20x2.50 m2), tal como se requiere para la fabricación de televisores grandes.

El proceso de un solo barrido usando pulsos no periódicos por lo tanto provoca una ubicación no periódica de pulsos en la película con un solapamiento incrementado entre los pulsos en las regiones de interés y un solapamiento disminuido fuera de esas regiones. Tal ubicación no periódica de pulsos en un solo barrido también puede establecerse usando pulsos periódicos de láser mediante la variación de la velocidad de barrido a fin de tener una baja velocidad de barrido durante el procesamiento de una región de interés y una alta velocidad de barrido entre regiones de interés. Esta rápida aceleración y desaceleración puede establecerse por ejemplo usando medios ópticos para redirigir rápidamente los pulsos sobre las regiones de interés. Tales medios ópticos podrían incluir elementos de dirección del haz o espejos de desplazamiento rápido o una máscara oscilante. Tal implementación de un proceso de SLS SAC de un solo barrido puede ser muy exigente sobre tales medios ópticos y por tanto puede ser menos preferible que el uso de un sistema de pulsos no periódicos. Además, no tiene las ventajas del pulso no periódico con respecto a la reducción de los errores asociados con la oscilación de plataforma.

Otro proceso SAC de un solo barrido usando pulsos periódicos de láser involucra la división de cada haz moldeado en dos o más segmentos moldeados cada uno lo suficientemente grande para cristalizar una región de interés y ubicarla a una distancia de separación de manera que múltiples segmentos solapen simultáneamente múltiples regiones de interés. El barrido procede a tal velocidad que durante una irradiación subsecuente la muestra se ha movido una distancia igual a un número entero de veces del paso de manera que un segmento del pulso ahora se solapa con una región previamente procesada con otro segmento del pulso. Mediante un diseño adecuado de los patrones de haz en cada segmento, la segunda irradiación puede proporcionar la extensión lateral de cristales crecidos a partir de la primera irradiación. La creación de segmentos mediante el bloqueo (enmascaramiento) de partes del haz será derrochador como un resultado de la gran separación entre los segmentos. Más bien, las técnicas de división del haz pueden usarse para redirigir porciones del haz ya sea sobre la misma trayectoria óptica o sobre diferentes trayectorias ópticas. Tal implementación de un proceso de SLS SAC de un solo barrido no tiene los beneficios de porciones estrechamente solapadas de un haz moldeado a fin de reducir los efectos de distorsión del haz. Además, no tiene las ventajas del pulso no periódico con respecto a la reducción de los errores asociados con la oscilación de plataforma.

Como se describió anteriormente, la cristalización selectiva de área involucra la cristalización únicamente de regiones de interés por ejemplo en un dispositivo o circuito electrónico de tipo matriz. Por lo tanto, las ubicaciones de las regiones cristalizadas necesitan alinearse con respecto a las ubicaciones de los nodos en el dispositivo o circuito electrónico de tipo matriz. La etapa de alineación de la muestra puede lograrse de acuerdo con diversas técnicas. En una técnica, la alineación de la muestra puede establecerse fácilmente usando un sistema de cristalización que tiene además la capacidad de ubicar la muestra de tal manera que su posición puede reproducirse en etapas de procesamiento adicionales para la fabricación de dispositivos electrónicos. Una manera común es por ejemplo cuando el panel se proporciona con marcas fiduciarias o de alineación que se detectan antes de la cristalización y respecto a las que se alinea el proceso de cristalización. Tales métodos de alineación de la muestra se usan comúnmente en procedimientos litográficos para fabricar transistores de película fina donde la precisión submicronica está en la superposición de varias características de dichos dispositivos. La alineación de muestras en la SAC no necesita ser tan precisa como en la litografía. Por ejemplo, la región cristalizada puede ser mayor que la región de interés por varias mieras o diez o más mieras en cada lado.

En otra técnica, la alineación de muestras se establece mediante la detección de la ubicación de las regiones cristalizadas antes de la fabricación de los dispositivos electrónicos. Tal puede lograrse mediante la detección de las propias regiones en donde será ubicada la electrónica, o mediante la detección de regiones cristalizadas adicionales optimizadas para tales propósitos de alineación, por ejemplo, marcas fiduciarias. El uso de un sistema de cristalización por proyección puede tener beneficios para tal alineación de muestras. El sistema puede usarse para crear marcas fiduciarias o de alineación sobre una película o sustrato para su uso posterior en la alineación de muestras. Los haces pequeños moldeados pueden usarse para crear características bien definidas que pueden usarse en la alineación del panel en al menos una, la primera, de las etapas subsecuentes de litografía, después de lo cual pueden sustituirse por marcas fiduciarias definidas litográficamente. Un beneficio de la fusión completa y el crecimiento lateral asociado es que las fronteras perpendiculares de grano largo tienen salientes asociados con ellos que pueden hacerse visibles usando microscopía de vista oscura .

Adicionalmente, el cambio de fase de amorfo a cristalina puede ser microscópicamente visible como resultado de un cambio en las propiedades ópticas.

Un sistema para la alineación de muestras puede incluir un sistema automatizado para la detección de marcas fiduciarias y la alineación de la muestra a una posición conocida con respecto a esa marca fiduciaria. Por ejemplo, el sistema puede incluir una disposición de cómputo para controlar el movimiento y responder a un detector óptico que puede detectar las marcas fiduciarias sobre la pel ícula. El detector óptico puede ser, por ejemplo, una cámara CCD.

La Figura 9 describe una película 910 procesada mediante un proceso SAC. Los píxeles 920 de la pel ícula 910 se ubica n horizontalmente en la Figura 9, aunque están en posición vertical en las Figuras 7 y 8. En la Figura 9, la pluralidad de regiones a dos disparos 930, 940, 950 y 960 se solapan en los TFTs 970 en los píxeles 920.

En comparación con los métodos SLS descritos anteriormente, el ancho del haz en la SLS SAC con pulsos no periódicos puede frecuentemente ser menor; sólo necesita ser tan ancho como el ancho de las regiones a cristalizar. Por lo tanto, se dispone de una energía excedente que puede usarse para aumentar la longitud del haz. Longitudes más largas del haz pueden lograrse usando lentes de proyección de diámetro mayor y/o mediante la división del haz en trayectorias ópticas separadas para cristalizar simultáneamente múltiples regiones en la película durante el barrido de los pulsos del haz. I ncrementando la longitud de la región procesada durante un solo barrido puede reducirse el número de barridos requeridos para cristalizar completamente la película. La velocidad de barrido puede ser realmente menor que para la S LS convencional , añadiendo un beneficio adicional de métrica relajada de diseño para las plataformas. La métrica relajada de diseño es un beneficio común de la SLS con pulsos no periódicos como un resultado de la separación estrecha de los pulsos en el dominio del tiempo y la aumentada robustez contra desviaciones tales como oscilación de plataforma y distorsión del haz.

Maximizar los beneficios de SAC usando SLS con pulsos no periódicos requiere la optimización de las dimensiones del haz moldeado así como la optimización del trazado de los TFTs de píxel o de los circuitos. Las mejoras en el diseño de los TFT de píxel y de los circuitos, por ejemplo, puede usarse para reducir el ancho de las áreas que necesitan cristalizarse. Como se ilustra en la Fig ura 9, la optimización puede involucrar la rotación de la disposición de los subpíxeles en 90 grados y el reordenamiento del trazado de los TFT de píxel y de los circuitos. Por ejemplo, en una pantalla de 55 pulgadas que tiene un paso de píxel de 660 µ?t? , el ancho de la electrónica puede a lo sumo ser aproximadamente 300 pm . Por lo tanto, sólo 300 p m de los 660 pm de la pel ícula req uieren cristalización . Adicionalmente, dos regiones a cristalizarse en columnas vecinas pueden ubicarse cerca una de la otra de modo que un solo par de haces puede usarse para cristalizar esa área completa seguida por el salto de un área mayor hasta las próximas áreas agrupadas de TFT/circuito. Para pantallas de cristal líq uido que tienen circuitos de píxeles más sencillos (a menudo sólo un único TFT), las regiones a cristalizarse se vuelven estrechas y se vuelve menos atractivo la reducción adicional en el ancho del haz y el consecuente estiramiento de la longitud del haz sobre lentes de mayor diámetro y o un mayor número de lentes de proyección.

La SAC implica por lo tanto un aumento en el proceso de cristalización mediante la cristalización selectiva de sólo ciertas regiones de interés y saltando áreas de la pel ícula en el medio. Asimismo, la capacidad para irradiar sobre regiones seleccionadas puede además usarse para evitar la necesidad de hacer un solapamiento preciso de barrido a barrido de los haces pequeños como se describió anteriormente para la cristalización de un área completa, eliminando así la necesidad de bordes de haz solapados que además involucra el uso de ingeniería de borde. La longitud de los haces pequeños puede ser muy similar a la dimensión correspondiente de los TFTs o circuitos a cristalizarse. Por lo tanto, la longitud de los haces pequeños puede elegirse de tal manera que un número entero de TFTs o circuitos quepan en los mismos. Entre TFT de píxel o circuitos vecinos se dejará cierto espacio que no necesita cristalizarse. Este espacio se proporciona por ejemplo para los largos electrodos que conectan los nodos de la matriz activa.

Adicionalmente, los haces pequeños pueden subdividirse a lo largo de su longitud para crear conjuntos de haces pequeños teniendo cada uno una longitud que corresponde a una dimensión de los TFTs de pixel o circuitos. La Figura 10A describe la máscara 1010 para el uso en tal esquema de cristalización SAC. No se requiere solapamiento en los extremos finales de los haces pequeños y por tanto la máscara en la Figura 10A tiene bordes rectangulares. Estas máscaras 1010 pueden usarse con una película 1020, que se muestra en la Figura 10B, que tiene píxeles separados 1030, teniendo cada uno un TFT 1040, donde se selecciona el tamaño de las ranuras en las máscaras para que sea ligeramente mayor que el tamaño de los TFTs 1040, de tal manera que sólo aquellas regiones se cristalizan durante el barrido.

Por sólo tener ranuras en las máscaras donde serán ubicados TFTs o circuitos sobre la película, la carga térmica en la óptica del sistema puede reducirse, especialmente con respecto a la lente de proyección. Como se muestra en la Figura 6, la óptica de proyección 1 95 está corriente abajo a partir de la máscara 1 70. Por lo tanto, si la máscara enmascara más luz, la lente de proyección recibirá menos luz y experimentará un sobrecalentamiento reducido.

En la SAC , los pulsos de haz pueden hacerse estrechos, y el solapam iento entre el primer y segundo pulsos pueden en algunas modalidades ser menor que el 50% , mientras que el tiempo hasta el siguiente pulso es considerablemente aún más largo. El tiem po entre los pulsos puede por lo tanto mantenerse muy corto y se mantienen los beneficios de la SLS de barrido no periódico. En algunas modalidades de SAC donde se limita el solapamiento entre el primer y segundo pulsos, aunque las regiones cristalizadas a dos disparos no se solapan , las alas a ambos lados de estas regiones pueden solaparse con las alas de regiones vecinas cristalizadas a dos disparos.

EJEMPLOS Como se mencionó anteriormente, la SLS con pulsos no periódicos usando cristalización selectiva de área puede tener un alto rendimiento. Asumiendo un láser de 1 .2 kW que tiene dos tubos cada uno irradiando a 600 Hz ( 1 J/pulso) y que crea una dimensión de pulso de dos veces 5 cm * 0.3 mm usando dos lentes de proyección de 50 mm de campo visual, una pantalla que tiene una separación de pixeles de 660 micrones hecho a partir de un panel de Gen8 puede entonces procesarse en 22 barridos cada uno con un tiempo de retorno de 1 seg para un total de 22*250 cm/(600 Hz x 660 pm) + 21 o aproximadamente 1 60 seg . La velocidad de barrido resultante es entonces cerca de 40 cm/s. Con un tiempo de carga y descarga de 30 seg , esto puede resultar en un rendimiento de procesamiento de 30 días * 24 horas * 3600 segundos ? (I / (160+30) seg) o aproximadamente 13.6k paneles/mes. Además asumiendo un 85% de tiempo de actividad para el equipo, esto puede resultar en un rendimiento de 1 1 .6k paneles/mes.

La realización de SLS convencional usando un láser de 1 .2 kW producido a partir de dos tubos fuera de fase (es decir, combinados en una secuencia periódica de pulsos de 1200 Hz) y una dimensión de pulso de 5 cm x 0.6 mm (una única lente de proyección de 50 mm de campo visual) la velocidad de plataforma apropiada para lograr un 50% de solapamiento entre los pulsos es de 36 cm/s y el número de barridos dobles (es decir, 44). Por lo tanto, el tiempo de procesamiento por panel usando SLS convencional es más del doble del tiem po de procesamiento que aquel del ejemplo anterior de SLS SAC de pulsos no periódicos.

Aunque se han mostrados y descritos ejemplos de la presente invención, es fácilmente evidente para los expertos en la materia que diversos cambios y modificaciones pueden hacerse en la misma sin apartarse del alcance de la invención. A modo de ejemplo, se aprecia que el avance de una película fina en una dirección seleccionada puede lograrse manteniendo el haz de láser estacionario y moviendo la película con respecto a la fuente de láser así como la modalidad en donde la película es estacionaria y el haz se mueve.

Claims

REIVI NDI CACIONES

1 . Un método para procesar una película fina que comprende: mientras se hace avanzar una película fina en una dirección seleccionada, irradiar una primera región de la película fina con un primer pulso de láser y un segundo pulso de láser, cada pulso de láser que proporciona un haz conformado y que tiene una fluencia que es suficiente para fundir la película fina a lo largo de su espesor para formar una primera zona fundida y una segunda zona fundida, respectivamente, que cristalizan lateralmente después del enfriamiento, en donde la segunda zona fundida cristaliza después del enfriamiento para formar uno o más cristales crecidos lateralmente que son elongaciones de los uno o más cristales crecidos lateralmente formado a partir de la primera zona fundida; y irradiar una segunda región de la película fina con un tercer pulso de láser y un cuarto pulso de láser, cada pulso de láser que proporciona un haz conformado y que tiene una fluencia que es suficiente para fundir la película fina a lo largo de su espesor para formar una tercera zona fundida y una cuarta zona fundida, respectivamente, que cristalizan lateralmente después del enfriamiento, en donde la cuarta zona fundida cristaliza después del enfriamiento para formar uno o más cristales crecidos lateralmente que son elongaciones de los uno o más cristales crecidos lateralmente formados a partir de la tercera zona fundida; y en donde el intervalo de tiempo entre el primer pulso de láser y el segundo pulso de láser es menor que la mitad del intervalo de tiempo entre el primer pulso de láser y el tercer pulso del láser.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde una primera fuente de láser genera el primer pulso de láser y el tercer pulso de láser y una segunda fuente de láser genera el segundo pulso de láser y el cuarto pulso de láser.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, en donde la primera y segunda fuentes de láser generan pulsos a una tasa constante.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la película fina se hace avanzar continuamente en la dirección seleccionada.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde los haces proporcionados por cada uno del primer y segundo pulsos de láser se solapan en la primera región de la película fina y los haces proporcionados por cada uno del tercer y cuarto pulsos de láser se solapan en la segunda región de la película fina y en donde el solapamiento entre los pulsos de láser en cada una de la p ri me ra región y la segunda región de la película fina comprende un solapamiento mayor del 90% .

6. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde el solapamiento comprende un solapamiento mayor del 95% .

7. El método de conformidad con la reivindicación 5, en donde el solapamiento comprende un solapamiento mayor del 99%.

8. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el haz conformado se obtiene dirigiendo los pulsos de láser a través de una máscara.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el haz conformado comprende una pluralidad de haces pequeños.

1 0. El método de conformidad con la reivindicación 9, en donde la pluralidad de haces pequeños se posiciona en un áng ulo con respecto a un borde de la pel ícula.

1 1 . El método de conformidad con la reivindicación 9, en donde los haces pequeños comprenden haces pequeños de bordes diseñados con precisión .

12. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el haz conformado comprende un patrón de puntos.

1 3. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la segunda región se solapa con la primera región .

14. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la primera y segunda regiones se separan una de la otra y se separan por un área no irradiada de la película.

15. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde un borde de la pel ícula se posiciona en un ángulo con relación a la dirección seleccionada.

16. El método de conformidad con la reivindicación 1 que comprende fabricar un dispositivo electrónico en cada una de la primera región y la segunda región de la película fina .

17. El método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el tamaño de la primera y segunda regiones se selecciona para formar una región cristalizada suficientemente grande como para contener al menos un nodo de un dispositivo o circuito electrónico de tipo matriz.

1 8. El método de conformidad con la reivindicación 2, en donde la primera fuente de láser y la segunda fuente de láser son dos láseres diferentes.

1 9. El método de conformidad con la reivindicación 2, en donde la primera fuente de láser y la segunda fuente de láser son dos cavidades de láser separadas dentro de un sistema láser.

20. El método de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende un cuarto pulso entre el segundo pulso y el tercer pulso de manera que el intervalo de tiempo entre el cuarto pulso y el segundo pulso es menor que el intervalo de tiempo entre el cuarto pulso y el tercer pulso.

21 . Una película fina procesada de acuerdo al método de conformidad con la reivindicación 1 .

22. Un dispositivo electrónico que comprende una película fina procesada de acuerdo al método de conformidad con la reivindicación 1 .

23. El dispositivo electrónico de conformidad con la reivindicación 22 que comprende un transistor de película fina en cada una de la primera región y la segunda región de la película fina.

24. Un método para procesar una película fina que comprende: mientras se hace avanzar una película fina en una dirección seleccionada, irradiar una pluralidad de primeras regiones a través de la película fina por una pluralidad de primeros haces proporcionada por una pluralidad de primeros pulsos de láser; irradiar una pluralidad de segundas regiones a través la película fina por una pluralidad de segundos haces proporcionada por una pluralidad de segundos pulsos de láser; y en donde cada haz de los primer y seg undo haces tiene una fluencia que es suficiente para fundir la película fina a lo largo de su espesor en una región irradiada y la región irradiada fundida cristaliza subsecuentemente de manera lateral después del enfriamiento para formar uno o más cristales crecidos lateralmente, y en donde el solapamiento en la irradiación entre cada conjunto de la primera y segunda regiones es mayor que el solapamiento en la irradiación entre un primer conjunto de primeras y segundas regiones y un conjunto subsecuente de primeras y segundas regiones.

25. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el un primer conjunto de segundas regiones irradiadas fundidas cristaliza después del enfriamiento para formar uno o más cristales crecidos lateralmente que son elongaciones de los uno o más cristales crecidos lateralmente formado a partir del primer conjunto de primeras regiones irradiadas fundidas.

26. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde una fuente de láser primaria genera la pluralidad de primeros pulsos de láser y una fuente de láser secundaria genera la pluralidad de segundos pulsos de láser.

27. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el solapam iento entre la primera y segunda regiones e n u n conj unto de primeras y segundas regiones es mayor que 90%.

28. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el solapam iento entre la primera y segunda regiones en un conjunto de primeras y segundas regiones es mayor que 95%.

29. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el solapamiento entre la primera y segunda regiones en un conjunto de primeras y segundas regiones es mayor que 99% .

30. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el solapamiento entre el primer conjunto de segundas regiones y el segundo conjunto más cercano de primeras regiones es menor que 1 0%.

31 . El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el solapamiento entre el primer conjunto de segundas regiones y el segundo conjunto más cercano de primeras regiones es menor que 1 %.

32. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el solapamiento entre el primer conjunto de segundas regiones y el segundo conjunto de primeras regiones es cero.

33. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el primer conjunto de segundas regiones y el segundo conjunto de primeras regiones se separan una con respecto a la otra y se separan por un área no irradiada de la película.

34. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde las fuentes de láser primaria y secundaria generan pulsos a una tasa de repetición constante.

35. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde la película se hace avanzar continuamente en una dirección seleccionada.

36. El método de conformidad con la reivindicación 35, en donde un borde de la película se posiciona en un ángulo con relación a la dirección seleccionada .

37. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el haz comprende una pluralidad de haces pequeños.

38. El método de conformidad con la reivindicación 37, en donde la pluralidad de haces pequeños se posiciona en un ángulo con respecto a un borde de la pel ícula.

39. El método de conformidad con la reivindicación 24, en donde el tamaño de la primera y segunda regiones se selecciona para formar una región cristalizada suficientemente grande como para contener al menos un nodo de un dispositivo o circuito electrónico de tipo matriz.

40. Un sistema para procesar una película fina usando pulsos de láser no periódicos que com prende: fuentes de láser secundaria primaria y secundaria para generar pulsos de láser; medios para generar un haz pequeño conformado a partir del pulso de láser; una superficie de trabajo para fijar una película fina sobre un sustrato; una plataforma para mover la película fina con respecto a los pulsos de los haces y creando así una dirección de propagación de los pulsos de haces de láser sobre la superficie de la película fina; y una computadora para procesar instrucciones para la generación de pulsos de láser sincronizada con la plataforma para proporcionar una primera región de un película fina cargada en la plataforma móvil para irradiarse por un primer conjunto de uno o más haces pequeños conformados proporcionados por un pulso de láser de la fuente primaria, una segunda región de la película fina para irradiarse por un segundo conjunto de uno o más haces pequeños conformados proporcionados por un pulso de láser de la fuente secundaria, y una tercera región de la película fina para irradiarse por un tercer conjunto de uno o más haces pequeños conformados proporcionados por un pulso de láser de la fuente primaria, en donde las instrucciones de procesamiento se proporcionan para mover la película con respecto a los pulsos de haces en la dirección de propagación para irradiar la primera y segunda regiones y en donde el solapamiento en la irradiación entre la primera y segunda regiones es mayor que el solapamiento en la irradiación entre la segunda y tercera regiones.

41. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el medio comprende una máscara.

42. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el medio comprende un sistema de control óptico.

43. El sistema de conformidad con la reivindicación 40 que comprende una lente de proyección para entregar los pulsos de haz de láser.

44. El sistema de conformidad con la reivindicación 43, que comprende una pluralidad de lentes de proyección para generar pulsos de haz de láser.

45. El sistema de conformidad con la reivindicación 44, en donde cada una de la pluralidad de lentes de proyección genera un haz de láser para procesar una porción de la película fina.

46. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el solapamiento entre la primera y segunda regiones es mayor que 90%.

47. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el solapamiento entre la primera y segunda regiones es mayor que 95%.

48. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el solapam iento entre la primera y segunda regiones es mayor que 99%.

49. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el solapamiento entre la segunda y tercera regiones es menor que 10%.

50. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el solapamiento entre la segunda y tercera regiones es menor que 1 %.

51 . El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el solapamiento entre la segunda y tercera regiones es cero.

52. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde la segunda y tercera regiones se separan una con respecto a la otra y se separan por un área no irradiada de la película.

53. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde los láseres primario y secundario generan pulsos a una tasa de repetición constante.

54. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde la película se hace avanzar continuamente en una dirección seleccionada en relación con la fuente de láser.

55. El sistema de conformidad con la reivindicación 40 que comprende un medio para posicionar la película fina con respecto a al menos dos marcas fiduciarias proporcionadas en la presente.

56. El método de conformidad con la reivindicación 38, en donde un borde de la película se posiciona en un ángulo con relación a la dirección seleccionada.

57. El método de conformidad con la reivindicación 38, en donde los uno o más haces pequeños conformados se posicionan en un ángulo con relación a un borde del sustrato.

58. El sistema de conformidad con la reivindicación 40, en donde el tamaño de la región formada a partir del solapamiento en la irradiación entre la primera y segunda regiones se selecciona para formar una región cristalizada suficientemente grande como para contener al menos un nodo de un dispositivo o circuito electrónico de tipo matriz.

59. Un método para procesar una película fina usando pulsos de láser no periódicos que comprende: mientras se hace avanzar una película fina en una dirección seleccionada, en un primer momento, generar un primer haz pequeño conformado a partir de un primer pulso de láser desde una fuente de láser primaria e irradiar una primera región de la película con el primer haz pequeño conformado para formar una primera zona fundida la que cristaliza lateralmente después del enfriamiento para formar un primer conjunto de regiones cristalizadas; en un segundo momento, generar un segundo haz pequeño conformado a partir de un segundo pulso de láser desde una fuente de láser secundaria e irradiar la primera región de la pel ícula con el segundo haz pequeño conformado para formar una segunda zona fundida la que cristaliza lateralmente después del enfriamiento para formar un segundo conjunto de regiones cristalizadas; y en un tercer momento, generar un tercer haz pequeño conformado a partir de un tercer pulso de láser desde la fuente de láser primaria e irradiar una segunda región de la película con el tercer haz pequeño conformado para formar una tercera zona fundida la que cristaliza lateralmente después del enfriamiento para formar un tercer conjunto de regiones cristalizadas; en donde el intervalo de tiempo entre el primer momento y el tercer momento es mayor a dos veces el intervalo entre el primer momento y el segundo momento.

60. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde las zonas fundidas proporcionadas por cada uno de los primer y segundo haces pequeños conformados se proporcionan para proporcionar cristales crecidos extendidos lateralmente.

61 . El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde cada haz pequeño de los primer, segundo y tercer haces pequeños tiene una fluencia que es suficiente para fundir la pel ícula fina a lo largo de su espesor en una región de película irradiada.

62. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde la pel ícula se hace avanzar continuamente en una dirección seleccionada.

63. El método de conformidad con la reivindicación 57, en donde un borde de la película se posiciona en con respecto a un ángulo con relación a la dirección seleccionada.

64. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde los haces pequeños proporcionados por cada uno de los primer y segundo pulsos de láser se solapan en la primera región de la película, y en donde el solapamiento entre los primer y segundo pulsos de láser es mayor que 90%.

65. El método de conformidad con la reivindicación 62, en donde el solapamiento entre los primer y segundo pulsos de láser es un solapamiento que es mayor que 95%.

66. El método de conformidad con la reivindicación 62, en donde el solapamiento entre los primer y segundo pulsos de láser es mayor que 99%.

67. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde cada haz pequeño conformado se obtiene dirigiendo los pulsos de láser a través de una máscara.

68. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde cada haz pequeño conformado comprende una pluralidad de haces pequeños.

69. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde el haz pequeño conformado comprende un haz pequeño conformado a partir de una máscara con un patrón de puntos.

70. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde la primera y segunda regiones son adyacentes una con respecto a otra.

71. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde la primera y segunda regiones se separan una de la otra y se separan por un área no irradiada de la película.

72. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde los primer, segundo y tercer haces pequeños conformados se posicionan en un ángulo con respecto a un borde de la película.

73. El método de conformidad con la reivindicación 59, en donde el tamaño de la primera y segunda regiones se selecciona para formar una región cristalizada suficientemente grande como para contener un circuito que pertenece a un dispositivo electrónico de tipo matricial. RES U M E N Los sistemas y métodos descritos para la solidificación lateral secuencial con pulsos no periódicos se relaciona con el procesamiento de una película fina. El método para el procesamiento de una película fina, mientras se hace avanzar una pel ícula fina en una dirección seleccionada, incluye irradiar una primera región de la película fina con un primer pulso de láser y un segundo pulso de láser e irradiar una segunda región de la película fina con un tercer pulso de láser y un cuarto pulso de láser, en donde el intervalo de tiempo entre el primer pulso de láser y el segundo pulso de láser es menor que la mitad del intervalo de tiempo entre el primer pulso de láser y el tercer pulso del láser. En algunas modalidades, cada pulso proporciona un haz conformado y tiene una fluencia que es suficiente para fundir la película fina a lo largo de su espesor para formar zonas fundidas que cristalizan lateralmente después del enfriamiento. En algunas modalidades, la primera y segunda regiones son adyacentes entre sí. En algunas modalidades, la primera y segunda regiones se separan a una distancia de separación.